Найдена причина болезни Альцгеймера. Это «прионы»

Группа исследователей Университета Калифорнии Сан-Франциско под руководством лауреата Нобелевской премии по физиологии и медицине Стенли Прузинера опубликовала в мае 2019 года в Science Translational Medicine исследование проливающее свет на причины возникновения болезни Альцгеймера.

Согласно исследованию, причиной болезни Альцгеймера являются прионы. Они вызывают «двойное прионное расстройство» – самораспространяющуюся деформацию двух белков бета-амилоида (Aβ42) и тау-белка.

Клетки Aβ42, инфицированные  амилоидными бета-прионами.
Клетки Aβ42, инфицированные амилоидными бета-прионами.

Болезнь Альцгеймера является одним из наиболее распространенных нейродегенеративных заболеваний пожилого возраста. В настоящее время болезнь является неизлечимой. Важную роль в запуске необратимых изменений в мозге пациента играет пептид Aβ42, который запускает сложный комплекс процессов на биохимическом и клеточном уровнях. Изменяя свою конформацию и спонтанно распространяясь по типу цепной реакции, эти белки полимеризуются в амилоидные фибриллы, что, в конечном счете, приводит к нейродегенеративным изменениям в мозге.

Мозг пожилого человека в норме (слева) и при патологии, вызванной болезнью Альцгеймера (справа). Википедия.
Мозг пожилого человека в норме (слева) и при патологии, вызванной болезнью Альцгеймера (справа). Википедия.

В 2018 году было установлено, что существует опасность заражения болезнью Альцгеймера в ходе таких медицинских процедур, как хирургические операции или инъекции. При вскрытии в мозговой ткани пациентов, умерших от болезни Крейтцфельдта — Якоба, были найдены бета-амилоидные бляшки. Причиной этого называются инъекции гормона роста, которые проводили для коррекции отставания в росте детей с 1958 по 1985 годы. Гормон роста выделяли из гипофиза умерших людей. Эти данные были подтверждены на экспериментальной группе генно-модифицированных мышей, которым вводили инъекцию зараженных образцов гормона роста. Что может повлечь за собой дорогостоящие изменения в регламенте обеззараживания медицинских инструментов, т.к. надёжная дезинфекция от прионов потребует гораздо более жёстких условий, чем от бактерий и вирусов, т.к. прионы устойчивы к денатурации под действием химических и физических агентов.

Прионы являются особым классом инфекционных агентов – белками с аномальной третичной структурой, не содержащих нуклеиновых кислот. Они способны увеличивать свою численность, используя функции живых клеток, путем каталитического конформационного превращения нормального клеточного белка в подобный себе прион. Появившиеся в результате такого перехода прионы могут в свою очередь перестраивать новые молекулы белка; таким образом, запускается цепная реакция, в ходе которой образуется огромное количество неправильно свёрнутых молекул. Прионы — единственные известные инфекционные агенты, размножение которых происходит без участия нуклеиновых кислот.

Впервые о прионы были выделены 1982 году Стенли Прузинером. За эти исследования в 1997 году он был удостоен Нобелевской премии по физиологии и медицине.

Первоначально было показано, что прионы вызывают заболевания у млекопитающих («коровье бешенство», скрепи или «почесуха овец») и человека. У человека прионы вызывают в частности болезнь Крейтцфельдта — Якоба и куру. Эти прионные заболевания, вызываемые белком PrP, поражают головной мозг и другие нервные ткани, и в настоящее время неизлечимы.

Прузинер и коллеги давно подозревали, что PrP не является единственным белком, способным действовать как саморазвивающийся прион, а различные типы прионов могут быть ответственными и за другие нейродегенеративные заболевания. Последние лабораторные исследования показали, что β-амилоидны и тау-белки могут инфицировать здоровую мозговую ткань, подобно PrP, но значительно медленнее.

«Исследования, проведенные во многих лабораториях за последние 20 лет, позволили накопить данные о том, что полдюжины белков, вызывающих нейродегенерацию, – это прионы: были получены прионы, которые прошли биопробу на трансгенных мышах с болезнью Альцгеймера. Подобным же образом, на основе рекомбинантных белков были созданы прионы α-синуклеина (вызывающие болезнь Паркинсона) и тау-прионы (ответственные за лобно-височную деменцию), которые прошли биопробу на трансгенных мышах. Удивительно, насколько схожи оказались данные по прионам в патогенезе обычных нейродегенеративных заболеваний… В каждом случае нейродегенеративного заболевания существует определенный белок, который, по разным причинам, изменяя свою конформацию может стать «токсичным», спонтанно распространяясь по типу «цепной реакции», эти белки полимеризуются в амилоидные фибриллы, вызывая изменения в клетках мозга» – сказал Стенли Прузинер.

Учёные полагают, что их исследования помогут в разработке препаратов, новых методов и подборе стратегии лечении болезни Альцгеймера, которая до сих пор является неизлечимой.


Больше на Granite of science

Подпишитесь, чтобы получать последние записи по электронной почте.

Добавить комментарий

Больше на Granite of science

Оформите подписку, чтобы продолжить чтение и получить доступ к полному архиву.

Читать дальше