Исследователи из Токийского столичного университета обнаружили новый механизм, с помощью которого в мозге создаются сгустки тау-белка, убивающие клетки мозга и вызывающие болезнь Альцгеймера. Специфическая мутация фермента MARK4 изменила свойства тау-белка, который обычно является важной частью скелетной структуры клеток, делая его более склонным к агрегации и более нерастворимым. Освоение подобных механизмов может привести к революционным методам лечения.
Болезнь Альцгеймера – это изнурительное состояние, изменяющее жизнь, от которого страдают десятки миллионов людей во всем мире. По данным Всемирной организации здравоохранения, это самая частая причина старческого слабоумия, и ожидается, что ее число во всем мире будет удваиваться каждые 20 лет, если не контролировать.
Считается, что болезнь Альцгеймера вызывается накоплением в клетках мозга запутанных комков белка, называемого «тау» . Эти липкие агрегаты вызывают гибель нейронов, что приводит к ухудшению памяти и двигательных функций. Пока не ясно, как и почему тау накапливается в клетках мозга пациентов с болезнью Альцгеймера. Понимание причины и механизма этого нежелательного комкования откроет путь к новым методам лечения и предотвращению заболевания.
Команда под руководством доцента Канэ Андо из Токийского столичного университета изучает роль, которую играет фермент MARK4 (киназа 4, регулирующая сродство к микротрубочкам) при болезни Альцгеймера. Когда все работает нормально, тау-белок является важной частью структуры клеток или цитоскелета. Чтобы держать руки цитоскелета или микротрубочек, постоянно строятся и разбираются, MARK4 фактически помогает тау отделяться от плеч этой структуры.
Проблемы начинаются, когда происходит мутация в гене, который обеспечивает основу для создания MARK4. Предыдущие исследования уже связывали это с повышенным риском болезни Альцгеймера, но не было известно, почему это так. Команда искусственно введены мутации в трансгенные дрозофилы плодовых мух , которые также производят человеческий тау, и изучали , как белки изменились в естественных условиях. Они обнаружили, что эта мутантная форма MARK4 вносит изменения в белок тау, создавая патологическую форму тау. Мало того, что этот «плохой» тау содержал избыток определенных химических групп, из-за чего он неправильно складывался, они обнаружили, что он гораздо легче агрегатируется и больше не растворяется в моющих средствах. Это упростило для тау образование запутанных скоплений, вызывающих дегенерацию нейронов.
Также было обнаружено, что MARK4 вызывает широкий спектр других заболеваний, связанных с агрегацией и накоплением других белков. Таким образом, выводы команды о накоплении тау-белка могут привести к новым методам лечения и профилактическим мерам для еще более широкого спектра нейродегенеративных состояний.