Ученые выяснили, что болезнь Альцгеймера, синдром Дауна и атеросклероз вызваны общим механизмом. Это открытие может помочь в поиске новых методов лечения.
Все перечисленные заболевания имеют весьма сложную природу, раскрыть которую в полной мере медикам пока не удается. Ежегодно на исследования выделяются миллиарды долларов, которые идут не только на разработку лекарств, но и на поиск причин заболеваний. Но без знания того, что же именно приводит к наблюдаемым при болезни изменениям, подбор препаратов малоэффективен.
Проведенные в Университете Флориды (США) работы были сфокусированы именно на процессах, протекающих в нервных клетках при болезни Альцгеймера. Ученых заинтересовал обнаруженный ранее феномен, при котором у отдельных нейронов было необычное число хромосом. Вместо положенных двух комплектов пораженные болезнью клетки содержали их несколько штук, что привело исследователей к мысли о схожести ситуации с болезнью Дауна.
Когда запас излишен
Три экземпляра 21-й хромосомы вместо двух – это не преимущество, а серьезный генетический дефект. Трисомия-21 известна как синдром Дауна, вызывается слишком активной работой генов, расположенных на лишней хромосоме, и практически ничем хорошим не заканчивается. Снижение интеллекта, которое часто считается основным симптомом заболевания, еще не столь критично. При синдроме Дауна отмечаются, кроме того, проблемы со слухом, повышенная вероятность развития рожденных пороков сердца, нарушение работы щитовидной железы.
Отмечено, что у носителей лишней хромосомы чаще развивается и болезнь Альцгеймера. Этот факт наряду со схожестью симптомов заболеваний со стороны нервной системы натолкнул ученых на мысль о некотором общем механизме. Возможно, лишние хромосомы и при болезни Альцгеймера являются причиной наблюдаемых нарушений работы нервных клеток? Или существует механизм, который приводит к тому, что хромосом становится больше?
Не растащили
Как установили предыдущие исследования, клетки при болезни Альцгеймера вырабатывают белок, который ученые называют предшественником амилоидного белка, или, сокращенно, APP – amiloid precursor protein. Проведенные же специалистами из Университета Флориды опыты показали, что APP нарушает процесс разведения хромосом после деления в разные стороны.
В норме каждая из двух клеток, получившихся после деления, получает две хромосомы. Но если микротрубочки, которые растягивают хромосомы в разные стороны, работают неверно, то одна из клеток получает ту самую лишнюю хромосому. Таким образом внутри мозга при болезни Альцгеймера появляется клетка, практически идентичная клеткам при синдроме Дауна.
Обратная связь
Излишняя активность генов, расположенных на 21-й хромосоме, усугубляет развитие болезни Альцгеймера, ведь среди этих генов есть такой, который кодирует связанный с этим заболеванием белок – бета-амилоидный протеин.
Чем больше бета-амилоидного протеина, тем активнее протекает болезнь и тем больше вероятность образования новых клеток с 21-й хромосомой. А чем больше таких клеток, тем больше бета-амилоидного белка: круг замыкается, процесс идет по нарастающей.
Атеросклероз
На выяснении того, как именно синтезируемый при болезни Альцгеймера белок способствует появлению клеток с синдромом Дауна, ученые не остановились. После публикации в журнале Molecular Biology of the Cell статьи, описывающей нарушение растаскивания хромосом, они уже в другом издании, PLoS One, описали потенциальную связь болезни Альцгеймера с атеросклерозом.
Казалось бы, проявления атеросклероза и болезни Альцгеймера различны. Однако, оказывается, между ними может быть связь, основанная на вовлечении белка apoE в процессы переработки клетками холестерина. Холестерин, хотя и снискал себе недобрую славу виновника инфарктов, на самом деле жизненно необходим мозгу для строительства мембран нервных клеток, а проблемы с ним начинаются тогда, когда клетки утрачивают способность его перерабатывать.
Нарушение же системы микротрубочек, своего рода транспортной сети клетки, приводит не только к тому, что при делении клеток хромосомы рискуют оказаться не там, где положено. Это, как показало исследование ученых, еще и нарушает транспортировку к мембране клетки рецепторов, необходимых для усваивания того самого, плохого холестерина!
Что дальше?
Говорить о подборе лекарств в клинике пока рано. Но, зная то, что же именно в организме выходит из строя при болезни, можно искать вещества, способные влиять на патологические процессы. Сначала в лабораторных условиях, впробирке и на клеточных культурах. Потом возможны опыты с трансгенными животными, мозг которых подвержен болезни Альцгеймера. И если испытания на них принесут положительный эффект – после дополнительных тестов на безопасность можно будет начинать и работы в клинике.
Алексей Тимошенко
