Белок Альцгеймера может помочь мозгу справиться с инфекцией

Белок Альцгеймера может помочь мозгу справиться с инфекцией

Основной злодей в болезни Альцгеймера — ß-амилоид, фрагмент белка, который может неправильно сворачиваться и образовывать бляшки вокруг нейронов мозга.

Белок Альцгеймера

Теперь, новое исследование на мышах и червях выдвигает спорную гипотезу о том, что бляшки не очень-то и вредны. Тенденция ß-амилоида душить нейроны может быть связана с древней эволюционной миссией – защитить мозг от патогенов.

Некоторые говорят, что работа может открыть новые возможности для лечения и профилактики смертельного дегенеративного заболевания, но многие, кто занимается болезнью Альцгеймера, по-прежнему скептически относятся к исследованиям, в которых использовались животные, генетически модифицированные с целью произвести человеческий ß-амилоид. Хотя новые данные «потрясают, они остаются весьма надуманными в том смысле, что они не имеют прямое отношения к тому, что мы видим у человека», — говорит Колин Мастерс, нейробиолог из Университета Мельбурна в Австралии.

«β-амилоидные отложения могут повредить многие органы помимо мозга, в том числе сердце, печень и почки», — говорит нейробиолог Рудольф Танзи из больницы Массачусетса в Бостоне, руководитель нового исследования. Возникает недоуменный вопрос: если белок так вреден, почему животное, которое жило 400-миллионов лет назад – рыба латимерия таксона – вырабатывала его. «Среди млекопитающих ген, который кодирует белок, от которого ß-амилоид происходит «почти одинаков» у разных видов, — говорит Хара Клаудио Сото, нейробиолог из Университета Техаса в Хьюстоне. – У собаки, например, вырабатываются β-амилоидные бляшки подобные Альцгеймерским и симптомы слабоумия вместе с тем, как они стареют.

Шесть лет назад, Танци и нейробиолог Роберт Мойр, также из больницы Массачусетс в Бостоне, решили проверить догадку, что ß-амилоид ведет себя аналогично к классу белков с известными полезными свойствами, называемые антимикробными пептидами или AMPs. Некоторые AMPs также формируют волокна вокруг клеток, но они используют их, чтобы убивать микробы по всему телу. Чтобы понять, является ли ß-амилоид настолько же смертельным, команда протестировала его в лаборатории на набор разных микробов, в том числе дрожжей Candida albicans и бактерий, таких как кишечная палочка и несколько различных штаммов Стрептококка. Оклеветанный белок был так же токсичен для многих патогенов, как АMPs. «На самом деле, в отношении некоторых микробов он был в 100 раз более смертоносным, чем пенициллин», — говорит Мойр.

Мойр и Танци предположили, что ß-амилоид имеет древнюю роль в организме, защищая от инородных захватчиков. Мало кто воспринимал их всерьез, поскольку не было доказано, что эти молекулы убивают микробы в организме животных. Мойр говорит, что они столкнулись с серьезным сопротивлением тех, кто поддерживает общепринятый подход к производству препаратов от болезни Альцгеймера. «На протяжении десятилетий фармацевтические компании относились к ß-амилоиду как «уроду», в котором нет ничего полезного, и сосредотачивали все свои силы на поиск лекарства, которое устранило бы эти молекулы», — говорит он. У этих компаний, по мнению Мойра, «все, что ß-амилоид делает – это плохо. И все, что вам надо сделать – это избавиться от него, и все будет «чики-чики».

«Новое исследование является «подтверждением концепции» на животных, что ß-амилоид действительно защищают от патогенов», — говорит Танзи. Во-первых, исследователи использовали мышей, которые были генетически модифицированы, чтобы производить избыточное количество человеческой версии ß-амилоида — модель распространения болезни Альцгеймера. Затем они вводили в мозг грызунов бактерии Сальмонеллы, чтобы вызвать инфекцию и наблюдали, справлялись ли мыши с лишними амилоидами с инфекцией лучше, чем обычные мыши. Все мыши умерли в течение 96 часов, но те, у которых были человеческие амилоиды потеряли меньше веса, у них было меньше бактерий в мозгу, и они жили примерно на 30 часов дольше, чем контрольные мыши. Такие результаты были опубликованы сегодня в Science Translational Medicine.

Потом ученые проверили свою гипотезу на червях Caenorhabditis elegans и обнаружили, что черви со штаммом, генетически спроектированным, чтобы производить избыток амилоида в их кишечнике, жили до 3 дней дольше после воздействия Сальмонеллы и дрожжей, чем обычные черви.

«Обобщенные данные исследований на животных позволяют предположить, что различные микроорганизмы могут вызывать амилоидные бляшки», — говорит Танзи. «Самое поразительные, — говорит он, — результаты от мышей, модифицированных для выработки ß-амилоида человека. В нормальной жизни грызуны не вырабатывают амилоидные бляшки до старости, но молодые особи образовывали бляшки сразу после инъекции сальмонеллы, что доказывает, что инфекция и бляшки связаны между собой», — говорит Танзи.

«Тот факт, что амилоид может вести себя как антимикробный пептид «удивителен», после этого открытия можно по-новому взглянуть на болезнь Альцгеймера», — говорит Сото Хара. «Но все-таки, — говорит он, — работа высоко спекулятивна на данный момент».

Танци признает это. «Мы не говорим, что любой из этих микробных патогенов вызывает болезнь Альцгеймера у людей, — отмечает он. — Для расследования этого ученые должны изучить ткани мозга многих людей, которые умерли от болезни Альцгеймера, глядя на разные возбудители и были ли окружены микробы амилоидными бляшками». «Несмотря на десятки предыдущих исследований, которые искали инфекции, которые могут вызвать болезнь Альцгеймера, они не были достаточно систематическими, чтобы выявить виновника», — говорит Танзи. «Новый проект, в который инвестировано полмиллиона долларов Фондом Альцгеймера скоро возьмет эту задачу на себя», — добавляет он.

«Если ученые докажут, что определенные микробы вызывают амилоидные отложения в мозге человека, — Танзи предполагает, — может быть возможным разработать антитела, которые будут атаковать их и предотвращать такую реакцию. Кроме того, если ß-амилоида играет важную защитную роль в мозге, возможно, имеет смысл относиться к нему больше, как холестерину, который необходим для всех клеток, но опасен в большой концентрации, чем как к тому, что должно быть полностью ликвидировано, — говорит Танзи — замедлить его распространение — да, но не уничтожить его».

Оригинал публикации: «Science Translational Medicine»

comments powered by HyperComments