Home » Короткие нити токсичных РНК способствуют гибели клеток мозга и повреждению ДНК при болезни Альцгеймера.

Короткие нити токсичных РНК способствуют гибели клеток мозга и повреждению ДНК при болезни Альцгеймера.

Болезнь Альцгеймера, от которой, как ожидается, в 2023 году в США заболеют около 6,7 миллиона пациентов, приводит к значительной потере клеток головного мозга. Но события, вызывающие гибель нейронов, плохо изучены.

Новое исследование Northwestern Medicine показывает, что РНК-интерференция может играть ключевую роль в развитии болезни Альцгеймера. Впервые ученые идентифицировали короткие нити токсичных РНК, которые способствуют гибели клеток мозга и повреждению ДНК в мозге, страдающем болезнью Альцгеймера и стареющем мозге. По данным ученых, количество коротких цепей защитных РНК уменьшается с возрастом, что может привести к развитию болезни Альцгеймера.

Исследование также показало, что пожилые люди с превосходной памятью (известные как SuperAgers) имеют большее количество защитных коротких нитей РНК в клетках мозга. Суперэйджеры — это люди в возрасте 80 лет и старше, у которых объем памяти на 20–30 лет моложе.

Никто никогда не связывал активность РНК с болезнью Альцгеймера. Мы обнаружили, что в стареющих клетках мозга баланс между токсичными и защитными мРНК смещается в сторону токсичных».

Маркус Питер, автор исследования, профессор метаболизма рака Тома Д. Спайса в Медицинской школе Файнберга Северо-Западного университета

Статья будет опубликована 18 января в Природные коммуникации.

Актуальность за пределами болезни Альцгеймера

Открытие Северо-Западного университета может иметь значение не только для болезни Альцгеймера. «Наши данные дают новое объяснение тому, почему почти при всех нейродегенеративных заболеваниях люди десятилетиями живут без симптомов, а затем болезнь начинает проявляться постепенно, поскольку клетки с возрастом теряют свою защиту», — сказал Питер.

Новый путь лечения

Результаты также указывают на новый способ лечения болезни Альцгеймера и, возможно, других нейродегенеративных заболеваний.

Болезнь Альцгеймера характеризуется прогрессирующим появлением бляшек бета-амилоида, тау-нейрофибриллярных клубков, рубцеванием и окончательной гибелью клеток головного мозга.

Read more:  Он встал от своей «смерти» и перевернулся. Мужчина шокировал провожающих в больнице – Al-Fajr TV

«Огромные инвестиции в открытие лекарства от болезни Альцгеймера были сосредоточены на двух механизмах: уменьшении нагрузки амилоидными бляшками в мозге (что является отличительной чертой диагностики болезни Альцгеймера и от 70 до 80% усилий) и предотвращении фосфорилирования тау или клубков», — Питер сказал. «Однако методы лечения, направленные на уменьшение количества амилоидных бляшек, еще не привели к эффективному лечению, которое хорошо переносится.

«Наши данные подтверждают идею о том, что стабилизация или увеличение количества защитных коротких РНК в мозге может стать совершенно новым подходом к остановке или замедлению болезни Альцгеймера или нейродегенерации в целом».

Такие лекарства существуют, сказал Питер, но их необходимо протестировать на животных моделях и усовершенствовать.

Следующим шагом в исследованиях Питера является определение на различных животных и клеточных моделях (а также в мозге пациентов с болезнью Альцгеймера) точного вклада токсичных мРНК в гибель клеток, наблюдаемую при заболевании, и поиск лучших соединений, которые выборочно повышают уровень защитных мРНК или блокировать действие токсичных.

Что такое токсичные и защитные короткие РНК?

Вся наша генная информация хранится в форме ДНК в ядре каждой клетки. Чтобы превратить эту генную информацию в строительные блоки жизни, ДНК необходимо преобразовать в РНК, которая используется клеточным механизмом для производства белков. РНК необходима для большинства биологических функций.

Помимо этих длинных кодирующих РНК, существует большое количество коротких РНК (мРНК), которые не кодируют белки. У них есть и другие важные функции в клетке. Один класс таких мРНК подавляет длинные кодирующие РНК посредством процесса, называемого РНК-интерференцией, который приводит к подавлению активности белков, которые кодируют длинные РНК.

Питер и его коллеги теперь идентифицировали очень короткие последовательности, присутствующие в некоторых из этих мРНК, которые, если они присутствуют, могут убивать клетки, блокируя выработку белков, необходимых для выживания клеток, что приводит к их гибели. Их данные свидетельствуют о том, что эти токсичные мРНК участвуют в гибели нейронов, что способствует развитию болезни Альцгеймера.

Read more:  Как долго длится норовирус? Исследован инкубационный период на фоне недавних вспышек на круизных лайнерах

Токсичные мРНК обычно ингибируются защитными мРНК. Один тип мРНК называется микроРНК. Хотя микроРНК играют множество важных регуляторных ролей в клетках, они также являются основным видом защитных мРНК. Они являются эквивалентом охранников, которые предотвращают попадание токсичных мРНК в клеточный механизм, осуществляющий интерференцию РНК. Но число охранников уменьшается с возрастом, что позволяет токсичным мРНК повреждать клетки.

Ключевые результаты

· Количество защитных мРНК снижается в стареющем мозге.

· Добавление обратно защитных микроРНК частично защищает клетки мозга, сконструированные для производства менее защитных мРНК от гибели клеток, вызванной фрагментами бета-амилоида (которые вызывают болезнь Альцгеймера).

· Усиление активности белка, который увеличивает количество защитных микроРНК, частично подавляет гибель клеток головного мозга, индуцированную фрагментами бета-амилоида, и полностью блокирует повреждение ДНК (также наблюдается у пациентов с болезнью Альцгеймера).

Как проходило исследование:

Ученые проанализировали мозг мышей с болезнью Альцгеймера, мозг молодых и старых мышей, индуцированные нейроны, полученные из стволовых клеток нормальных людей (как молодых, так и пожилых) и пациентов с болезнью Альцгеймера, мозг группы пожилых людей старше 80 лет с объем памяти, эквивалентный индивидуумам от 50 до 60 лет, и многочисленные линии нейроноподобных клеток человеческого мозга, обработанные фрагментами бета-амилоида, провоцирующими болезнь Альцгеймера.

В число соавторов исследования Northwestern входят первый автор Бидур Пудель, Си-Йон Чжон, Эшли Халак-Кангас, Элизабет Т. Бартом, Кристина Фредриксен, Амира Аффане, Джон А. Кесслер, Джозеф Р. Маццулли, Андреа Э. Мурманн, Эмили. Рогальски (ранее работавший в Northwestern), Чангиз Геула, Адриана Феррейра, Кэтрин Р. Садлер и Роберт Вассар.

Эта работа была поддержана грантами Национального института здравоохранения R35CA197450, R35CA231620, R01NS090993, R01AG030142, R01AG045571, R56AG045571, R01AG067781, U19AG073153, P30AG072977, P30AG13854 и R01. NS124783 и L40CA231423.

Read more:  Число случаев рака во всем мире увеличилось почти на 80 процентов с 1990 года | Здоровье

Источник:

Ссылка на журнал:

Паудель, Б., и другие. (2024). Смерть, вызванная устранением гена выживания (DISE), коррелирует с нейротоксичностью при болезни Альцгеймера и старении. Природные коммуникации. doi.org/10.1038/s41467-023-44465-8.

2024-01-18 14:23:00


1705588484
#Короткие #нити #токсичных #РНК #способствуют #гибели #клеток #мозга #повреждению #ДНК #при #болезни #Альцгеймера

Leave a Comment

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.