Ученые открыли клеточный процесс, который может помочь в лечении деменции
Процессы, происходящие в организме при избыточном синтезе белка, которые можно использовать для предотвращения развития деменции, изучила международная группа ученых под руководством исследователями из Кембриджского университета (Великобритания), 20 июня сообщила пресс-служба Институат теоретической и экспериментальной биофизики РАН со ссылкой на публикацию в журнале Nature Communications.
Исследование показало, что стресс, который клетки испытывают при избыточном синтезе белка, запускает механизм восстановления клетками структуры неправильно собранных белков, которые ответственны за нейродегенеративные заболевания, предотвращая тем самым развитие деменции.
Одной из особенностей нейродегенеративных заболеваний, которыми страдают пожилые люди — болезней Альцгеймера и Паркинсона, является накопление неправильно собранных белков. Так, при болезни Альцгеймера такими белками являются бета-амилоиды и тау-белки.
Белки, неправильно прошедшие фолдинг — процесс преобразования белковой цепочки в свою естественную биологически функциональную трехмерную структуру — формируют агрегаты, которые наносят необратимый урон нервным клеткам мозга.
В нормально функционирующем организме фолдинг белка контролируется специальными белками — шаперонами, которые запускают механизм растворения неправильно собранных белков. В случае же нейродегенеративных болезней этого не происходит.
Ученые исследовали влияние клеточного стресса на агрегаты неправильно собранных белков, приводящие к деменции. Для этого они изучали клеточный стресс в эндоплазматическом ретикулуме (ЭПР) — мембранной структуре в клетках эукариот, которая производит более трети белков в клетке.
ЭПР ответственен за синтез, фолдинг, модификацию белков и их транспортировку за пределы оболочки клетки. В состоянии стресса ЭПР клетки усиленно синтезирует белки. Исследователи предполагали, что стресс ЭПР вызовет сбои в фолдинге белков и приведет к их агрегации.
Полученный результат оказался обратным: происходило не разрушение и выделение остатков агрегатов из клетки, а напротив, восстановление их правильной структуры. Визуализацию этого процесса ученые организовали с помощью специально разработанного метода, позволяющего измерять флуоресценцию меток в пределах нескольких наносекунд.
Следующим этапом для исследователей станет подробное изучение механизма открытого ими явления, чтобы найти способы включения этого механизма вне состояния клеточного стресса, вредного для организма.
Предполагается, что ключевым компонентом описанного механизма являются белки теплового шока (БТШ), которые в больших количествах синтезируются, когда клетки находятся под воздействием повышенной температуры или в условиях стресса.
Так, одно из наблюдений, проведенных в скандинавских странах и связанных с деменцией, показало, что у людей, регулярно посещающих сауну, риск развития деменции ниже. Ученые полагают, что этот умеренный стресс от повышенной температуры в сауне может провоцировать активность БТШ, которые помогают восстановить структуру неправильно собранных белков.
