Ключевой механизм развития болезни Альцгеймера удалось нейтрализовать

  • 14 апреля, 2018
    0 Comments

    Роль гена аполипопротеина E (APOE) в развитии болезни Альцгеймера сейчас изучается крайне интенсивно. Учёные, например, уже знают, что наличие одной копии варианта APOE4 увеличивает риск заболевания в 2—3 раза, а двух копий — в 12 раз.

    В норме ген APOE управляет синтезом белка с тем же названием. Затем полученный белок соединяется с жирами, формируя липопротеины. Последние, в свою очередь, помогают транспортировать холестерин по кровеносной системе и управляют его уровнем.

    Однако генетический вариант APOE4 опасен для мозга. В нескольких исследованиях было показано, что он увеличивает риск формирования токсичных амилоидных белков и токсичного же тау-протеина.

    Группа учёных из Институтов Глэдстоун (Gladstone Institutes) в Сан-Франциско решила выяснить, как именно генетический вариант APOE4 участвует в развитии болезни Альцгеймера. Результаты работы опубликованы в издании Nature Medicine.

    Исследователи задались вопросом, в чём заключается небольшое, но критически важное различие между генетическими вариантами APOE3 и APOE4. Теряет ли белок, синтезируемый при участии APOE4, свои функции? Или дело в том, что сравнительно большие количества APOE4 обладают токсическим эффектом?

    По словам ведущего автора работы, доктора Ядуна Хуана (Yadong Huang), профессора неврологии и патологии в Калифорнийском университете в Сан-Франциско (University of California, San Francisco), поиски ответов на эти вопросы крайне важны: «Это важно в фундаментальном плане, — объясняет профессор, — поскольку влияет на подход к лечению. Если повреждения вызываются нарушениями функционирования белка, можно повысить уровень последнего, чтобы восстановить нормальную жизнедеятельность.

    Но если накопление протеина приводит к появлению токсического эффекта, выработку такого белка следует остановить, чтобы защитить организм от его разрушительного воздействия». В рамках новой работы учёные смоделировали заболевание в культуре человеческих клеток, впервые изучив влияние APOE4 на клетки мозга человека.

    Применив технологию стволовых клеток к клеткам кожи пациентов с болезнью Альцгеймера, являвшихся носителями двух копий гена APOE4, доктор Хуан и его коллеги создали нейроны. Аналогичные манипуляции были проведены с клетками кожи здоровых людей-носителей двух копий гена APOE3.

    Учёные обнаружили, что в клетках человеческого мозга белок APOE4 обладает «патогенной структурой». Это означает, что аномальная форма белка мешает ему нормально функционировать, что и приводит к серии проблем, вызывающих заболевание.

    В нейронах мышей активизации синтеза бета-амилоида не наблюдается, и это может объяснить несоответствия в эффективности одних и тех же препаратов, вводимых людям и мышам. Эта информация крайне важна для будущей разработки препаратов.

    На следующем этапе работы доктор Хуан и его коллеги решили выяснить, вызывается ли заболевание утратой белка APOE3 или накоплением белка APOE4.

    Для этого исследователи сравнили нейроны, не вырабатывавшие ни APOE3, ни APOE4 с клетками, в которые вводился APOE4. Первые продолжали нормально функционировать, в то время добавление APOE4 приводило к появлению нарушений, характерных для болезни Альцгеймера. Этот эксперимент подтвердил гипотезу, согласно которой причиной развития болезни является присутствие белка APOE4.

    На последнем этапе исследования учёные стали искать способ «починить» APOE4. Для этого исследователи применили ранее разработанный «структурный корректор», делающий APOE4 похожим на APOE3. Введение «корректора» в нейроны с геном APOE4 исправило дефекты, уничтожило признаки заболевания, восстановило нормальное функционирование клеток и помогло нейронам прожить дольше.

    Возможно, в будущем этот подход станет применяться для лечения пациентов с болезнью Альцгеймера, являющихся носителями гена APOE4.

    Подробнее: Портал XX2 век, Анна Керман https://22century.ru/medicine-and-health/63769

  • Экспертная колонка

    27 марта 2017

    Термин «стволовые клетки» придумал русский ученый А.А. Максимов еще в начале прошлого века, исследуя процесс кроветворения, затем А.Я. Фриденштейн доказал наличие других, не только кроветворных стволовых клеток. С тех пор мировая наука существенно продвинулась в изучении этого вопроса.

    Сегодня известно, что стволовые клетки являются основой самоподдержания и обновления организма человека. Установлено, что они входят в состав не только костного мозга, но и соматических и висцеральных тканей нашего организма. С различной степенью регулярности эти клетки обновляются, тем самым поддерживая здоровье человека на должном уровне.

    Некоторые клетки организма обновляются раз в две недели, а другие – раз в год, третьи – не обновляются совсем (например, нейроны), однако возраст и болезни уменьшают их количество. Таким образом, резерв стволовых клеток, «перезагружающих» и «ремонтирующих» наш организм истощается. Стало очевидно, что нужно повышать их потенциал, для чего можно, например, изымать стволовые клетки из организма, приумножать их в сотни, тысячи раз и вводить обратно. Кроме того, ученые с помощью стволовых клеток научились выращивать ткани и некоторые органы.

    Однако академик считает, что это не решит проблемы, потому что благодаря развитию медицины продолжительность жизни человека растет с каждым годом. Это может приводить к тому, что будет появляться все больше пациентов, которые будут нуждаться в органах для трансплантации: сердце, почках, печени, легких.

    Решение проблемы и логичное развитие регенеративной медицины он видит не в том, чтобы искусственно вырастить орган и подсадить его человеку (своего рода «паллиативное решение проблемы»), но научиться контролировать обновление клеток и программировать эту регенерацию внутри человеческого организма.

  • Видео недели

    Ученые из клиники Майо решили изучить влияние микрогравитации на рост и биологические свойства стволовых клеток, для чего в ближайшее время будет подготовлен эксперимент по культивирования стволовых клеток человека на МКС. Спицалисты считают, что микрогравитация и невесомость могут не просто менять регенеративный потенциал стволовых клеток, но и стать новым способом более эффективного культивирования и найти свое применение в тканевой инженерии.

  • Twitter лента