Система утилизации белков может ускорить развитие болезни Альцгеймера, перенося токсины между клетками мозга

Исследовательская группа под руководством профессора Майкла Гликмана, декана биологического факультета Техниона, обнаружила ключевой механизм развития болезни Альцгеймера. Рассматриваемый механизм идентифицирует токсичные белки и избавляется от них.

В большинстве случаев вредные белки разлагаются внутри клетки. Однако исследователи обнаружили, что в определенных ситуациях сама система, предназначенная для устранения этих белков, просто выводит их за пределы клетки. Это открытие может объяснить, как заболевание, которое случайно начинается в отдельных нейронах, может распространиться на большие области мозга.

Изучение, опубликовано в Труды Национальной академии науквозглавляли профессор Гликман и постдокторант доктор Аджай Ваг. В своей статье они описывают, как клетки мозга справляются с UBB+1, дефектным и токсичным вариантом белка убиквитина.

Система убиквитина необходима для расщепления поврежденных и опасных белков. Убиквитин помогает организму выводить такие белки. Проблема возникает, когда убиквитин мутирует в UBB+1. Вместо защиты клетки UBB+1 вредит ей, образуя белковые агрегаты, связанные с развитием болезни Альцгеймера. В клетках головного мозга это повреждение особенно серьезно, поскольку нейроны не делятся и не регенерируют — после смерти нейрона его невозможно заменить.

Одним из «привратников», который предотвращает отравление UBB+1 клеток мозга, является белок p62, который участвует в процессе клеточной самоочистки, известном как аутофагия. Действуя как умный рецептор, P62 распознает UBB+1 и заключает его в везикулу, которая предотвращает причинение вреда.

Далее происходит одно из двух: р62 либо направляет везикулу к лизосомакоторый является центром переработки клетки, или выделяет его из клетки в межклеточную мозговую жидкость. Исследователи Техниона показывают, что второй вариант может поставить под угрозу ткани мозга. Как только везикула выбрасывается во внеклеточную жидкость мозга, фрагменты токсичного белка UBB+1 могут проникнуть в соседние нейроны, тем самым ускоряя распространение патологии Альцгеймера.

По словам профессора Гликмана, «мы все хотим, чтобы кто-то выносил мусор, но в этом случае клетки сбрасывают мусор на своих соседей. Хотя это решает острую проблему для отдельной клетки, это может привести к долгосрочному повреждению всей ткани. Мы считаем, что раскрытие этого механизма позволит, во-первых, раннюю диагностику болезни Альцгеймера на основе анализа спинномозговых и других жидкостей организма, а во-вторых, разработать точные, персонализированные методы лечения».