«Дорожные заторы», возникающие в отростках нервных клеток и нарушающие естественные процессы перемещения митохондрий, могут быть одним из значимых факторов, провоцирующих развитие болезни Паркинсона. Об этом сообщается в новом исследовании.
В частности, учёные обнаружили, что скопления белка альфа-синуклеина (а «клубки» этого белка сами по себе считаются маркером заболевания), мешают митохондриям, клеточным «энергетическим станциям», свободно передвигаться внутри нейрона. В результате клетка недополучает необходимую ей энергию, что приводит к утрате синапсов и даже гибели самой клетки.
Вещество, способное разрушать скопления альфа-нуклеина и восстанавливать нормальное движение митохондрий, было недавно разработано, но в клинических испытаниях оно ещё не участвовало.
«Результаты нашей работы означают, что мы можем углубить понимание механизмов, которые лежат в основе развития болезни Паркинсона и продвинуться на пути по направлению к новым стратегиям лечения, [используемым] по мере прогрессирования заболевания», — говорит ведущий автор исследования Ирина Протс (Iryna Prots), сотрудник Университета им. Фридриха — Александра в Эрлангене и Нюрнберге (нем. Friedrich-Alexander-Universit?t Erlangen-N?rnberg).
Болезнь Паркинсона относится к обширной группе нейродегенеративных заболеваний, характеризующихся либо повышением уровня альфа-синуклеина, либо появлением патологических его форм. Молекулы этого белка соединяются, давая начало крошечным «нитям», накапливающимся и хранящимся внутри клеток мозга, и со временем формирующим так называемые тельца Леви. Последние, в свою очередь, очень опасны — именно они являются причиной гибели вырабатывающих дофамин нейронов при болезни Паркинсона.
Чтобы нормально функционировать, нервным клеткам требуется огромное количество энергии, вырабатываемой в митохондриях. Ранее в опытах на дрозофилах было показано, что нарушение движения митохондрий внутри нейронов вносит определённый вклад в развитие заболевания, аналогичного человеческой болезни Паркинсона. Также при изучении посмертных образцов тканей мозга пациентов было обнаружено, что скопления альфа-синуклеина нарушают транспорт других белков по аксонам (длинным «хвостам» нейронов, используемым для передачи нервных импульсов от клетки к клетке). Однако до появления нового исследования не было известно, действительно ли накопление альфа-синуклеина влияет на клеточный транспорт внутри нейронов пациентов, страдающих болезнью Паркинсона.
В рамках нового исследования учёные использовали клетки кожи пациентов с болезнью Паркинсона и здоровых добровольцев. Из этих клеток в лаборатории были получены индуцированные плюрипотентные стволовые клетки, способные «вырасти» и превратиться практически в любые дифференцированные (зрелые) клетки, например, в нейроны. Оказалось, что в таких искусственно полученных нейронах — если исходные клетки принадлежали больному — наблюдается накопление альфа-синуклеина, нарушение движения митохондрий по аксонам и, наконец, утрата синапсов.
После обработки клеточной культуры экспериментальным соединением (пока оно носит название NPT100-18A), накопление альфа-синуклеина уменьшилось, а процесс перемещения митохондрий нормализовался. Так как описанные выше патологические явления относятся к ранним стадиям болезни Паркинсона, в будущем новая работа может помочь в разработке методов лечения пациентов, у которых заболевание только начинается.