Учёные обнаружили признаки ранее неизвестного процесса, который может объяснить, как погибают клетки мозга при болезни Альцгеймера и лобно-височной деменции. Этот механизм называется кариоптозом, и он может стать новым направлением для поиска способов замедлить развитие этих тяжёлых заболеваний.
Многие нейродегенеративные болезни, включая боковой амиотрофический склероз, болезнь Альцгеймера и лобно-височную деменцию, связаны с накоплением вредных белков внутри нейронов. Со временем эти нервные клетки погибают, что приводит к потере памяти и другим симптомам. Учёные давно знают о разных формах клеточной смерти, например об апоптозе, но они не до конца объясняли масштабную гибель нейронов при таких заболеваниях.
Теперь исследователи из Королевского колледжа Лондона, работавшие вместе с Институтом исследований деменции Великобритании при поддержке Alzheimer’s Research UK, считают, что кариоптоз может быть тем самым недостающим звеном между накоплением токсичных белков и смертью клеток мозга.
Кариоптоз — это цепочка химических реакций, которая запускается, когда внутри клетки скапливаются опасные белки. По мере развития этого процесса ядро клетки, где хранится её генетический материал, постепенно сморщивается, а затем разрушается.
Выводы опубликованы в журнале Nature Communications. Учёные проанализировали 3000 клеток мозга, полученных от 28 человек с лобно-височной деменцией или терминальной стадией болезни Альцгеймера. С помощью вычислительных алгоритмов они определяли, какие формы клеточной смерти происходили в тканях.
Признаки кариоптоза нашли в 35% клеток фронтальной коры у людей с болезнью Альцгеймера. Для сравнения, у здоровых пожилых людей такие признаки были только в 15% клеток.
Авторы исследования отмечают, что эта работа стала итогом 10-летнего пути в Королевском колледже Лондона. Сначала кариоптоз обнаружили при относительно редком заболевании, а теперь выяснилось, что он может быть общей особенностью деменций, затрагивающих миллионы людей.
Учёные также нашли важный молекулярный путь, который, похоже, управляет кариоптозом. Они показали, что если заставить белки внутри нейронов слипаться в комки — а это характерная черта многих нейродегенеративных болезней, — можно запустить этот разрушительный процесс.
Согласно исследованию, накопление токсичных белков destabilizes внешнюю оболочку ядра клетки. Из-за этого ядро начинает сжиматься и в конце концов распадается.
Затем команда изучила белки-киназы, которые работают как молекулярные переключатели в этом процессе. В лабораторных экспериментах на нейронах крыс блокировка этих переключателей снижала признаки, связанные с кариоптозом. Особенно перспективной целью оказалась связь между киназой p38 MAP kinase и белком LaminB1.
Исследователи считают, что этот путь в будущем может помочь создать методы лечения, которые уменьшат потерю клеток мозга при деменции. Следующая задача — найти способ избирательно воздействовать на взаимодействие p38 MAP kinase и LaminB1 у людей.
Доктор Манолис Фанто из Королевского колледжа Лондона объясняет, что точечное воздействие на связь между p38 MAP kinase и LaminB1 может замедлить процесс клеточной смерти. Это, в свою очередь, может дать больше времени для более прицельных методов лечения конкретных нейродегенеративных заболеваний.
Доктор Ребекка Кастертон, первый автор работы, подчёркивает, что гибель и потеря клеток мозга лежат в основе многих симптомов деменции. По её словам, исследование раскрывает новую цепочку химических событий, которые могут координировать смерть клеток мозга, и начинает выстраивать карту того, как работает кариоптоз.
В Alzheimer’s Research UK также отмечают, что на протяжении десятилетий учёные знали о накоплении токсичных белков при болезни Альцгеймера и лобно-височной деменции, но точный путь от этих белков к гибели клеток оставался неясным.
Идентификация кариоптоза может стать важным шагом к поиску новых целей для лечения. Если удастся остановить или замедлить потерю клеток, это может расширить окно возможностей для терапии, направленной на основные причины болезни, и приблизить исследователей к лечению деменции.
