Может ли этот недавно открытый белок помочь в лечении болезни Паркинсона?
Исследователи обнаружили белок, который может помочь уменьшить агрегацию токсичных белков в головном мозге - признак болезни Паркинсона. Но дает ли их открытие новую надежду или просто «пластырь»?
По оценкам Национального института здоровья, в США около 50 000 человек ежегодно получают диагноз болезни Паркинсона.
Это широко распространенное состояние, помимо других симптомов, характеризуется тремором, замедлением движений, нарушением равновесия и координации.
Однако его причины остаются неизвестными, и лечение направлено только на симптомы, помогая людям управлять этим состоянием как можно лучше.
В мозге болезнь Паркинсона характеризуется загадочной особенностью - агрегацией альфа-синуклеина, белка, который становится токсичным и нарушает нервные пути, когда слипается в больших количествах.
Это происходит, когда альфа-синуклеин неправильно складывается, то есть когда он складывается в неправильную форму, которая не позволяет ему правильно функционировать, что может вызвать или облегчить заболевание.
Альфа-синуклеин обычно присутствует в больших количествах в головном мозге, а также в других тканях в меньших количествах. Тем не менее, исследователи не знают, какую роль этот белок обычно играет в поддержании здоровья нервной системы или как предотвратить его неправильную укладку.
Но новое исследование, проведенное в Университете Пердью в Вест-Лафайет, штат Индиана, выявило белок, способный уменьшить агрегацию неправильно свернутого альфа-синуклеина. Выводы представлены в Журнал молекулярной биологии.
Как HYPE может уменьшить агрегацию
Новое исследование было сосредоточено на терапевтическом потенциале белка под названием «HYPE», который, как объясняют исследователи, является единственным белком Fic, присутствующим в организме человека.
Фиктивные белки помогают решить, выживет ли клетка или умрет, когда она столкнется со стрессом, который характеризуется неправильной укладкой белков клетки.
«Поскольку HYPE играет такую важную роль в том, как клетки справляются со стрессом из-за неправильно свернутых белков, мы задавались вопросом, могут ли заболевания, возникающие в результате неправильного свертывания белков, нуждаться в HYPE», - объясняет ведущий автор исследования Сима Маттоо, доктор философии, доцент кафедры биологические науки в Purdue.
Она продолжает: «Мы знаем, что при болезни Паркинсона часто неправильно свернутым белком является [альфа-синуклеин]. Поэтому мы спросили, может ли HYPE модифицировать [альфа-синуклеин], и если да, то каковы последствия? »
В текущем исследовании, которое исследователи провели in vitro с использованием клеточных культур в лабораторных условиях, они обнаружили, что HYPE действительно может воздействовать на альфа-синуклеин, уменьшая степень агрегации неправильно свернутых белков. Исследователи называют этот процесс «AMPylation».
Затем команда захотела проверить, действительно ли AMPylation является перспективным терапевтическим процессом. При болезни Паркинсона агрегированные неправильно свернутые белки могут прокалывать мембраны нейронов (клеток мозга), нарушая их функционирование.
Матту и его коллеги хотели выяснить, приведет ли AMPylation к уменьшению количества дыр в мембранах клеток. Для этого они использовали комбинацию липидов, чтобы создать поверхность, имитирующую поверхность клеточных мембран.
Они также добавляли краситель к липидам, поэтому, если агрегаты альфа-синуклеина прокалывают их, действие становится видимым через просочившийся краситель.
После этого, как отмечает Матту, «мы обнаружили, что с модифицированным [альфа-синуклеином] выделяется меньше красителя, то есть мембрана остается более неповрежденной».
«Это означает, что HYPE может иметь терапевтический эффект при болезни Паркинсона», - добавляет она. Более того, как отмечают Матту и его коллеги в своей исследовательской работе: «Это первый отчет, в котором [альфа-синуклеин] определяется как мишень для HYPE».
Выходя за рамки "пластыря?"
В последнем эксперименте Матту и его команда изучали альфа-синуклеин, модифицированный HYPE, с помощью электронного микроскопа. Это позволило им наблюдать, что после взаимодействия с HYPE структура альфа-синуклеина изменилась.
Исследователи отмечают, что при обычных обстоятельствах альфа-синуклеин скручивается, что может объяснить его способность образовывать агрегаты. Однако при модификации HYPE белок имел тенденцию меньше скручиваться, вместо этого образуя параллельные нити.
Исследователи утверждают, что эта новая модификация может препятствовать агрегации альфа-синуклеина.
Хотя текущие исследования показывают многообещающие перспективы в поиске новых методов лечения болезни Паркинсона, авторы исследования объясняют, что им еще предстоит пройти долгий путь.
«Мы все пытаемся применить пластырь в конце прогрессирования болезни, потому что мы знаем, что агрегация приводит к тому, что клетки становятся токсичными, но как мы можем предотвратить это? В контексте болезни еще многое предстоит понять механически ».
Сима Маттоо, доктор философии.
«Мы находимся на ранней стадии [этого исследования], - признает Матту, - но эти результаты дают нам новый взгляд на потенциальные терапевтические средства».
«Мы пытаемся придумать наркотики, которые можно было бы использовать для манипулирования деятельностью HYPE. Вы можете дать их пациентам, у которых начинают проявляться признаки болезни Паркинсона или которые склонны к накоплению [альфа-синуклеина]. Это то направление, в котором мы хотим двигаться », - объясняет исследователь.
