Исследователи выявили более 200 видов неправильно свёрнутых белков у крыс, которые могут быть связаны с возрастным снижением когнитивных функций.
На протяжении десятилетий в исследованиях болезни Альцгеймера доминировала борьба между бета-амилоидами (A-beta) и тау-амилоидами. Оба типа могут убивать нейроны и влиять на работу мозга. Однако новое исследование предполагает, что эти амилоидные бляшки могут действовать не в одиночку.
Результаты могут привести к поиску новых терапевтических целей и методов лечения у людей, которые могли бы облегчить жизнь миллионам людей старше 65 лет, страдающих от болезни Альцгеймера, деменции или других заболеваний, лишающих их памяти и независимости с возрастом.
«Амилоиды — это накопление деформированных белков. Они большие, уродливые, и их легко увидеть под микроскопом, поэтому неудивительно, что они привлекают наше внимание. Но мы видим, что сотни белков сворачиваются неправильно, не слипаются в амилоид, но всё равно влияют на работу мозга», — говорит Стивен Фрид, доцент кафедры химии и специалист по белкам, изучающий, как молекулы в мозге меняются с возрастом.
«Наше исследование показывает, что амилоиды — это только вершина айсберга».
Результаты опубликованы в журнале Science Advances.
Чтобы понять молекулярные различия между стареющим мозгом, который сохраняет ясность ума, и мозгом, испытывающим ухудшение когнитивных функций, Фрид и его команда изучили 17 двухлетних крыс, выросших в одной колонии. Семь крыс показали плохие результаты в тестах на память и решение задач и были признаны когнитивно-нарушенными, в то время как 10 показали такие же результаты, как и 6-месячные крысы.
Затем исследователи измерили более 2500 видов белков в гиппокампе — части мозга, связанной с пространственным обучением и памятью. Впервые учёные смогли определить для большого количества белков, были ли отдельные белки деформированы или неправильно свернуты, что позволило исследователям выяснить, какие белки неправильно сворачиваются у всех крыс и связаны ли они со старением в целом, а какие — именно у крыс с когнитивными нарушениями.
Более 200 белков были неправильно свернуты у крыс с когнитивными нарушениями, но сохранили свою форму у здоровых крыс. Результаты показывают, что некоторые из этих белков способствуют ухудшению когнитивных функций, говорят исследователи.
Неправильно свёрнутые белки не могут выполнять задачи, необходимые для правильного функционирования клетки, поэтому в клетках есть естественная система надзора, которая выявляет и уничтожает эти неправильно работающие белки. Ранее исследователи считали, что неправильно свёрнутые белки — особенно бета-амилоиды (A-beta) и тау-белки — нарушают работу мозга только тогда, когда они слипаются в амилоиды.
«Мы думаем, что существует множество белков, которые могут быть неправильно свёрнуты, не образовывать амилоиды и всё равно создавать проблемы», — говорит Фрид. «И это говорит о том, что у этих неправильно свёрнутых белков есть способы обойти систему надзора в клетке».
Но как именно эти неправильно свёрнутые белки ускользают от системы безопасности клетки, остаётся загадкой.
Далее команда планирует изучить неправильно свёрнутые белки под микроскопами высокого разрешения, чтобы получить более детальное представление о том, как выглядят их деформации на молекулярном уровне.
«Многие из нас сталкивались с тем, что любимый человек или родственник терял способность выполнять повседневные задачи, требующие когнитивных способностей», — говорит Фрид. «Понимание того, что физически происходит в мозге, может привести к улучшению лечения и профилактических мер».
Источник: Университет Джона Хопкинса