Болезнь Паркинсона: почему клетки мозга умирают?
Исследователи обнаружили, что молекула, уже известная как важная для других функций клетки, также может служить мишенью против тельцов Леви, которые представляют собой отложения токсичного белка, которые накапливаются в мозге при болезни Паркинсона.
Молекула, называемая кардиолипином, является важным мембранным компонентом митохондрий, которые представляют собой крошечные электростанции внутри клеток, которые дают им энергию и помогают управлять их метаболизмом.
Тельца Леви - один из отличительных признаков болезни Паркинсона. Они содержат токсичные кластеры альфа-синуклеина и других белков, которые не свернулись должным образом.
В статье, опубликованной в журнале Nature Communicationsисследователи из Университета Гвельфа в Канаде описывают, как они обнаружили «новый механизм», в котором кардиолипин сворачивает альфа-синуклеин.
Они также обнаружили, что кардиолипин «может вытягивать» альфа-синуклеин из токсичных кластеров и повторно складывать его, «таким образом эффективно буферизуя» или задерживая развитие токсичности белка.
«Определение решающей роли кардиолипина», - отмечает старший автор исследования Скотт Д. Райан, профессор кафедры молекулярной и клеточной биологии университета, «в поддержании функциональности [альфа-синуклеина] означает, что кардиолипин может представлять новую цель для разработки методов лечения болезни Паркинсона ».
Механизм альфа-синуклеина неясен
Болезнь Паркинсона - это заболевание, приводящее к истощению мозга, которое со временем ухудшается. Наиболее частые симптомы этого состояния включают тремор, ригидность мышц, нарушение равновесия и координации, а также замедленность движений.
У него также есть симптомы, не связанные с движением, которые включают, помимо прочего, беспокойство, депрессию, нарушение сна, запоры и утомляемость.
Во всем мире с болезнью Паркинсона живет более 10 миллионов человек, в том числе около 1 миллиона в Соединенных Штатах и 100 000 в Канаде.
Заболевание чаще всего поражает после 50 лет, хотя в 10% случаев может возникнуть раньше.
Основное различие между болезнью Паркинсона и другими двигательными расстройствами заключается в том, что первое вызвано гибелью продуцирующих дофамин клеток в области черного вещества головного мозга.
Дофамин - это молекула-посланник или нейромедиатор, который помогает контролировать движение. Многие методы лечения болезни Паркинсона направлены на повышение уровня дофамина в мозге.
Хотя неправильно свернутый альфа-синуклеин является признаком тельцов Леви, присутствие которых предшествует гибели дофаминовых клеток при болезни Паркинсона, конкретный механизм не совсем ясен.
Однако мы знаем, что в своей нормальной форме альфа-синуклеин, по-видимому, важен для здорового функционирования клеток.
Например, есть данные, позволяющие предположить, что альфа-синуклеин важен для хранения и рециркуляции нейромедиаторов, а также может играть роль в контроле ферментов, повышающих уровень дофамина.
Эффект кардиолипина снижен в клетках мозга
Чтобы выяснить, как клетки мозга взаимодействуют с неправильно свернутым альфа-синуклеином, профессор Райан и его коллеги провели эксперименты с использованием стволовых клеток человека.
«Мы подумали, - говорит профессор Райан, - если мы сможем лучше понять, как клетки обычно сворачивают альфа-синуклеин, мы сможем использовать этот процесс для растворения этих агрегатов и замедления распространения болезни».
Исследователи сравнили нормальные стволовые клетки с клетками людей с болезнью Паркинсона, несущих мутированную версию гена альфа-синуклеина.
В ходе этих экспериментов команда обнаружила, что альфа-синуклеин прикрепляется к митохондриям внутри клеток мозга, и что кардиолипин в митохондриях перестраивает белок в нетоксичные формы, тем самым замедляя процесс токсичности альфа-синуклеина.
Ученые также обнаружили, что «буферная способность снижена» в клетках, которые имели мутировавшие формы альфа-синуклеина, которые приводят к семейной болезни Паркинсона.
Таким образом, исследователи предполагают, что способность кардиолипина замедлять или останавливать развитие токсичности альфа-синуклеина в конечном итоге подавляется и приводит к гибели клеток у людей с болезнью Паркинсона.
Они считают, что их результаты могут привести к созданию нового лекарства, которое замедляет прогрессирование заболевания, воздействуя на роль кардиолипина в сворачивании альфа-синуклеина.
«Есть надежда, - говорит профессор Райан, - что мы сможем спасти локомоторный дефицит на животной модели. Это большой шаг к лечению причины этого заболевания ».
«Основываясь на этом открытии, мы теперь лучше понимаем, почему нервные клетки умирают при болезни Паркинсона и как мы можем вмешаться».
Проф. Скотт Д. Райан
