Цивилизация
21 сентября — Всемирный день борьбы с болезнью Альцгеймера. Этим недугом страдают 30 миллионов человек на планете, в России — более миллиона. Число таких пациентов постоянно растет, потому что увеличивается продолжительность жизни и в мире становится все больше людей преклонного возраста.
Болезнь Альцгеймера — тяжелое возрастное заболевание, приводящее к утрате связей между нервными клетками мозга и гибели самих клеток, что и служит основной причиной старческого слабоумия. Попытки создать лекарство против этой болезни пока не увенчались успехом; теперь же, благодаря американским ученым, стало понятно почему.
Специалисты Стэнфордского университета доказали, что на молекулярном уровне болезнь Альцгеймера начинается задолго до того, как ее признаки становятся заметными.
В статье, опубликованной в журнале Science , ученые описали молекулярный механизм возникновения болезни Альцгеймера и предложили возможный метод лечения.
Характерный признак болезни Альцгеймера – образование бляшек бета-амилоидных белков в нервных клетках. Бляшки возникают не сразу. Сначала одиночные молекулы пептида объединяются в небольшие растворимые кластеры, которые свободно перемещаются в мозгу, и лишь затем слипаются в крупные нерастворимые агрегаты, буквально забивающие нейроны пациентов.
Ученые Стэнфордского университета работали с «мышами Альцгеймера», склонными к образованию амилоидных бляшек, — модельными животными при изучении болезни Альцгеймера. У грызунов уже в девять месяцев возникают проблемы с обучением и памятью.
Механизм действия бета-амилоидов следующий. На поверхности нейронов мозга расположен белок PirB. Его функции известны: он участвует в созревании зрительной коры, регулирует работу синапсов (контактов между нервными клетками) и находится по соседству с ними.
Оказывается, небольшие кластеры из молекул бета-амилоидов прочно связываются с этим белком как с рецептором.
Связь бета-амилоидов с PirB изменяет биохимическую активность нескольких клеточных белков, в том числе фермента кофилина, который разрушает актин – белок, необходимый для поддержания структуры синапса. Синапсы разрушаются — и рвутся связи между нейронами. Но именно благодаря этим связям человек может учиться и запоминать, планировать действия и управлять телом, испытывать эмоции. Но постепенно наступает деградация. Ученые получили трансгенных мышей, склонных к образованию амилоидных бляшек, но лишенных белка PirB. У них, в отличие от обычных «мышей Альцгеймера», с возрастом не возникает проблем с обучением и памятью, а синапсы целы —
очевидно, именно связывание бета-амилоидов с PirB вызывает их разрушение.
У человека есть аналог PirB, который называется LilrB2. Оказалось, что он также связывается с бета-амилоидами и запускает тот же убийственный для синапсов каскад реакций. В мозгу пациентов, страдающих болезнью Альцгеймера, активность кофилина значительно выше, чем у здоровых людей.
Ученые не исключают, что существуют и другие пути разрушения синапсов, но вряд ли их много. Цепочка «бета-амилоиды — PirB/ LilrB2 – кофилин» столь очевидна, что этот путь, видимо, главный.
Именно эту цепочку и должны разрушать препараты, исцеляющие болезнь Альцгеймера. Но их еще предстоит разработать.
Лекарства против болезни Альцгеймера, которые сейчас проходят испытания, направлены на удаление бета-амилоидов из клетки. По мнению исследователей, нужно помешать связыванию бета-амилоидов с белком LilrB2 на поверхности нейрона. LilrB2 необходим для нормальной работы нервной системы, поэтому блокировать его полностью нельзя. Но можно попытаться «отвлечь» бета-амилоидные пептиды. Например, вводить пациенту растворимые фрагменты LilrB2, которые связывают амилоиды. Бета-амилоиды будут соединяться с ними, оставят в покое функциональный белок на поверхности нейрона, и синапсы уцелеют хотя бы частично.
Руководитель работы профессор-нейробиолог Карла Шац надеется, что результаты исследований заинтересуют биотехнологические и фармакологические компании и они найдут решение.