- Ученые из лаборатории молекулярной биологии Совета медицинских исследований (MRC) в Кембридже, Великобритания, идентифицировали новый белок под названием TAF15, образующий агрегированные структуры в случаях лобно-височной деменции, бросив вызов предыдущим предположениям об этом состоянии.
- Это открытие является новым дополнением к ограниченному набору белков, способных агрегировать при нейродегенеративных заболеваниях, таких как болезнь Альцгеймера.
- Это открытие не только открывает путь к передовым диагностическим инструментам и методам лечения, но также открывает интригующую возможность того, что TAF15 может быть связан как с лобно-височной деменцией, так и с заболеванием двигательных нейронов, проливая новый свет на эти изнурительные расстройства.
Большинство нейродегенеративных заболеваний, таких как деменция, связаны с кластеризацией белков в нити, известные как амилоиды.
В большинстве случаев ученые точно определили белки, ответственные за эту агрегацию, что позволяет им сосредоточиться на этих белках для диагностических оценок и терапии.
Однако примерно в 10% случаев лобно-височной деменции исследователи еще не определили конкретный ответственный за это белок.
Теперь исследователи успешно идентифицировали агрегированные структуры белка TAF15 в этих конкретных случаях.
Результаты были опубликованы в
Новый белок может способствовать развитию лобно-височной деменции
Лобно-височная деменция возникает в результате разрушения лобных и височных долей мозга, которые контролируют эмоции, личность, поведение, понимание языка и речь.
Это состояние обычно проявляется в более раннем возрасте по сравнению с болезнью Альцгеймера и часто диагностируется у людей в возрасте от 45 до 65 лет. Однако он также может проявляться у людей как молодого, так и старшего возраста.
В своем новом исследовании группа ученых обнаружила агрегированные белковые структуры, которые могут послужить основой для потенциальных достижений в диагностических оценках и терапии.
После идентификации ключевого белка и его структуры исследователи теперь готовы сосредоточиться на нем для диагностики и лечения этой конкретной формы лобно-височной деменции.
Этот подход отражает уже существующие стратегии воздействия на агрегаты белков бета-амилоида и тау — отличительные черты болезни Альцгеймера.
Использование современной криоэлектронной микроскопии для исследования мозга
Ученые использовали передовые методы криоэлектронной микроскопии (крио-ЭМ) для изучения белковых агрегатов с разрешением на атомном уровне в мозге четырех человек с этой формой лобно-височной деменции.
До сих пор ученые предполагали, что за агрегацию при этом типе деменции отвечает белок FUS, проводя параллели с другими нейродегенеративными расстройствами.
Используя криоэлектронную микроскопию (криоЭМ), ученые Лаборатории молекулярной биологии MRC успешно определили, что белковые агрегаты, обнаруженные в каждом мозгу, имеют идентичную атомную структуру.
Удивительно, но ответственным белком оказался не FUS, а другой белок под названием TAF15.
Исследователи пояснили, что этот результат был неожиданным, поскольку до этого исследования роль TAF15 в формировании амилоидных нитей при нейродегенеративных состояниях не была признана, и никакой информации о его структурных характеристиках не существовало.
Крио-ЭМ совершает революцию в нашем понимании молекулярных механизмов, лежащих в основе деменции и нейродегенеративных заболеваний, в более широком контексте, предоставляя понимание, которое ранее было недостижимо с помощью более ранних технологий.
Исследователи признали, что сложная природа проведения криоэлектронной микроскопии ограничила их исследование мозгом только четырех человек.
Тем не менее, благодаря нашим новым знаниям об основном белке и его структуре, существует перспектива создания инструментов для скрининга сотен образцов пациентов для оценки степени этих аномальных белковых агрегатов.
Лобно-височная деменция и болезнь двигательных нейронов
Некоторые люди, страдающие лобно-височной деменцией, также страдают от заболевания двигательных нейронов — состояния, характеризующегося прогрессирующей потерей мышечного контроля.
В этом исследовании два человека, у которых были оба заболевания, пожертвовали свой мозг для исследования.
В этих случаях исследователи обнаружили одну и ту же агрегированную форму белка TAF15 в областях мозга, связанных с заболеванием двигательных нейронов.
Наличие идентичных агрегатов TAF15 у двух людей, у которых была как лобно-височная деменция, так и признаки заболевания двигательных нейронов, повышает вероятность того, что TAF15 может способствовать развитию обоих расстройств.
Для изучения влияния TAF15 необходимы дальнейшие исследования.
Исследовательская группа в настоящее время изучает, присутствуют ли эти аномальные агрегаты TAF15 у людей с заболеванием двигательных нейронов, у которых нет симптомов лобно-височной деменции.
Джеймс Джордано, доктор философии, магистр философии, профессор неврологии и биохимии Центра Пеллегрино Медицинского центра Джорджтаунского университета, не участвовавший в этом исследовании, рассказал Медицинские новости сегодня что «это исследование дополнительно изучило возможность того, что дополнительные аномальные белки могут способствовать нейропатологическому процессу лобно-височной долевой дегенерации и деменции (FTLD)».
«Исследование было хорошо проведено, и в нем использовался довольно широкий образец ткани головного мозга, взятый у пострадавших пациентов, для оценки присутствия и количества белка TAF, вариантного аномального белкового компонента, который вместе с другими известными аномальными белками (такими как характерные тау и альфа-белки) -синуклеиновые объекты) обнаруживаются и способствуют нейродегенеративным процессам FTLD».
— Доктор Джеймс Джордано
Доктор Джордано отметил, что «важно, это исследование продемонстрировало, что белок TAF также присутствует, хотя и в несколько меньшей концентрации, в общей протеинопатической группе мозга этих пациентов».
Доктор Джордано отметил, что результаты исследования «еще больше подтверждают и развивают аспекты амилоидной гипотезы нейродегенеративной деменции».
«Кроме того, идентификация варианта TAF может служить важным диагностическим маркером, а также потенциальной терапевтической мишенью при лечении FTLD», — пояснил он.
Дженнифер Брамен, доктор философии, старший научный сотрудник Тихоокеанского института нейронаук в Санта-Монике, Калифорния, также не участвовавшая в этом исследовании,«Деменция лобно-височной доли (ЛВД) — это эмоционально тяжелое заболевание, неизлечимое».
Доктор Брамен пришел к выводу, что «ЛВД является гетерогенным заболеванием, что затрудняет его исследование. Лучшее понимание различных подтипов может в конечном итоге привести к большему количеству вариантов лечения для пациентов».