Нейрофизиологи из Йельского университета обнаружили неожиданную связь между нормальными белками из семейства прионов и бета-амилоидными пептидами, которые в больших количествах возникают при болезни Альцгеймера.
Эта информация содержится в статье профессора нейрологии Стивена Стриттмэттера и его соавторов, которая 26 февраля появилась в журнале Nature.
Белки-прионы в последние годы приобрели печальную славу по всему миру. Они входят в состав мембран клеток головного мозга млекопитающих, включая и человека. Молекулы этих белков могут сворачиваться в две пространственные конфигурации – нормальную и патологическую. Нормальная версия прионов участвует в работе внутреней иммунной системы мозга и в поддержании жизнеспособности его белого вещества.
Однако прионные молекулы по пока неизвестным причинам могут обретать и другую геометрию, которая делает их смертельно опасными для мозговых тканей. Неправильно свернутые прионы порождают в мозгу дегенеративные изменения с большим количеством пузырьков-вакуолей, которые по структуре напоминают губку. Отсюда и название этой группы болезней – губчатые энцефалопатии. Губчатая энцефалопатия крупного рогатого скота больше известна как коровье бешенство; у человека она проявляется в форме болезни Крейтцфельда-Якоба и других патологий. Во всех своих видах губчатая энцефалопатия необратимо разрушает ткани мозга и приводит к летальному исходу.
Нейрологи уже давно подозревали, что токсичная форма прионов может быть как-то связана с болезнью Альцгеймера. Однако до сих пор эти подозрения никак не распространялись на прионы нормальной конфигурации. Новые эксперименты, проведенные в лаборатории Стриттмэттера, вроде бы свидетельствуют об обратном.
При болезни Альцгеймера в тканях некоторых отделов головного мозга формируются отложения, состоящие из нерастворимых спутанных клубков бета-амилоидных пептидов. Долгое время ученые видели в этих бляшках основную причину отмирания нервных клеток, которая сопутствует болезни Альцгеймера. Сейчас многие специалисты полагают, что бета-амилоидные бляшки сами по себе довольно безвредны. Они накапливаются на поверхности уже погибших нейронов, но не несут ответственности за их безвременную смерть (хотя, по последним данным, могут чрезмерно повышать активность некоторых клеток нейроглии, опорной ткани мозга).
Согласно этой гипотезе, в нарушениях работы мозга в основном повинны растворимые бета-амилоидные комочки куда меньших размеров, так называемые олигомеры. Есть много оснований считать, что бета-амилоидные олигомеры препятствуют прохождению химических сигналов между нейронами, которые переносят молекулы-посредники, нейротрансмиттеры. Эти молекулы перемещаются внутри синапсов, щелей между граничащими друг с другом аксонами, длинными отростками нейронов. В результаты нейроны перестают общаться друг с другом, что и приводит к потере памяти и разрушению психики.
Эта модель сразу же заставляет задуматься над тем, как именно бета-амилоидные олигомеры влияют на процессы в синаптических щелях. Естественно предположить, что на концах аксонов расположены белки-рецепторы, которые с легкостью образуют химические связи с амилоидными олигомерами. Когда это происходит, рецепторы запускают внутри нейронов какие-то молекулярные превращения, которые, в конечном счете, и приводят к нарушению синаптических контактов. Другая возможность состоит в том, что олигомеры непосредственно воздействуют на нейроны и не нуждаются в помощи рецепторов.
Исследователи из Йейля полагают, что им удалось решить эту проблему и доказать наличие олигомерных рецепторы. Они считают, что в этом качестве выступают молекулы нормальных прионов, расположенные на поверхности аксонов. Стритмэттер и его коллеги пришли к этому выводу, изучив взаимодействия между амилоидными олигомерами человека и 225 тысячами белков, которые синтезируются клетками мышей. Оказалось, что сильнее всего олигомеры связываются как раз с нормальными прионами. Затем ученые исследовали взаимодействие между олигомерами и срезами мозга геннонженерных мышей, лишенных прионных генов. Оказалось, что контакты олигомеров с такими срезами никак не нарушают активность нейронов гиппокампа, которые в первую очередь страдают при болезни Альцгеймера. Тот же результат получался при исследовании срезов мозга обычных мышей, если взаимодействие между амилоидными олигомерами и прионами блокировалось с помощью специальных антител.
Ученым еще предстоит выяснить, что именно происходит внутри нейронов после посадки амилоидных комочков на прионные рецепторы. Они также допускают, что амилоидные олигомеры могут влиять на синаптические связи и через рецепторы иного рода. Есть и немало других вопросов, на которые пока нет определенных ответов.
Однако уже сейчас можно допустить, что с болезнью Альцгеймера удастся бороться с помощью препаратов, препятствующих закреплению бета-амилоидных олигомеров на нейронных рецепторах. Конечно, пока это всего лишь еще одна гипотетическая возможность лечения этой болезни, не первая и наверняка не последняя. Этот страшный недуг сейчас пытаются атаковать с многих сторон, полагаясь на различные и чаще всего непроверенные теории его природы. Остается надеяться, что, в конце концов, эти поиски приведут к успеху.
