Раскрыта тайна смертельной и распространенной болезни мозга

Ученые Массачусетской больницы общего профиля раскрыли, каким образом производится белок бета-амилоид, играющий ключевую роль в развитии болезни Альцгеймера. До сих пор точные причины этой неизлечимой и смертельной формы деменции, получившей широкое распространение по всему миру, оставались для исследователей тайной. В новой научной работе, результаты которой опубликованы в журнале Cell Reports, показано, что бета-амилоид формируется в аксонах нейронов и других клеточных структурах, участвующих в передаче нервных импульсов.

В предыдущих исследованиях показано, что бета-амилоид образуется, когда к его предшественнику (amyloid precursor protein, APP) присоединяется остаток высшей жирной кислоты — этот процесс называется пальмитированием. 40 процентов бета-амилоида вырабатывается внутри аксонов, длинных отростков нервных клеток, по которым импульс передается через синапс коротким отросткам (дендритам) соседних клеток.

Чтобы транспортировать важные белки наружу, клетка использует рафты — особые участки мембраны (в данном случае эндоплазматического ретикулума), внутри которых осуществляется контроль за многими клеточными функциями. К рафтам относятся ассоциированные с митохондриями ER-мембраны (MAM) — участки ретикулума, которые связаны со снабжающими клетку энергией митохондриями. MAM способны перемещаться внутри аксона в виде мембранных пузырьков, а митохондрии в их составе поддерживают функционирование синапсов.

В ходе исследования ученые использовали трехмерные культуры нервных клеток, служащие примитивной моделью мозга, пораженного болезнью Альцгеймера. Они провели биохимический анализ на выявление предшественника бета-амилоида и его пальмитированной формы (palAPP), а также изучили поведение MAM внутри аксонов. Выяснилось, что именно МАМ помогает доставке palAPP на поверхность клетки, где белок высвобождается в виде бета-амилоида. Эту функцию МАМ выполняет исключительно в аксонах, где бета-амилоид наносит большую часть повреждений.

С помощью лекарственного препарата, который блокирует рецептор сигма-1 (S1R), участвующий в сборке МАМ, ученым удалось резко снизить продукцию патогенного белка. Таким образом, S1R может служить удобной мишенью для терапии, замедляющей или останавливающей раннюю стадию болезни Альцгеймера, на которой, как полагают специалисты, лечение все еще может быть эффективным.