Вчені дізналися про механізм, який захищає мозок від хвороби Стівена Хокінга
Нейрофізіологи відкрили раніше невідомі механізми, які захищають клітини від появи мутантних білків, які пов'язані з розвитком бічного аміотрофічного склерозу (БАС) – нейродегенеративної хвороби, на яку страждав відомий астрофізик Стівен Хокінг. Опис роботи вчених опублікував науковий журнал Neurochemical Research, коротко пише прес-служба наукового фонду (РНФ).
"Ми припускаємо, що зміни активності описаних генів здатні компенсувати патогенний вплив мутантних форм білка FUS на клітини нервової системи. Подальше дослідження таких компенсаторних механізмів дозволить розробити способи запуску власних ресурсів нейрона при терапії БАС", - розповіла Наталія Нінкіна, професор Інституту фізіологічно (Чорноголівка) та один із авторів дослідження.
Бічний аміотрофічний склероз (БАС, також відомий як хвороба Лу Геріга) – тяжке невиліковне захворювання центральної нервової системи, що призводить до паралічу кінцівок та атрофії м'язів. Уповільнити розвиток БАС зараз можуть лише деякі хімічні препарати. Вчені й досі не знають точних причин появи цієї хвороби.
Як правило, хворі помирають від відмови легень через 2-5 років після встановлення діагнозу. Лише деякі пацієнти – наприклад, британський астрофізик Стівен Хокінг та його співвітчизник, гітарист Джейсон Беккер, змогли уникнути подібної долі через те, що хвороба у разі різко сповільнилася. Вчений чинив опір їй протягом понад півстоліття, поступово втрачаючи залишки рухливості, поки він не помер у березні 2018 року через зупинку дихання.
Нінкіна та її колеги розкрили один із можливих механізмів, який заважає цій хворобі розвиватися. Вони вивчали те, як змінюється життєдіяльність клітин нервової системи з появою усередині них мутантних форм білка FUS – однієї з головних "посібників" спадкової форми БАС.
Як правило, у здорових клітинах цей білок знаходиться всередині ядра нейронів і майже ніколи не залишає його. При розвитку бічного аміотрофічного склерозу FUS починає просочуватись за його межі. Це призводить до формування білкових клубків та масової загибелі нервових клітин, у тому числі рухових нейронів.
Очищення білкового сміття
Російські вчені простежили за цим процесом, вивівши дві породи мишей, організм яких робив людську версію білка FUS. Його структуру змінили в такий спосіб, що цей білок починав частіше залишати ядро клітини. В результаті в організмі лабораторних тварин з'являється "білкове сміття", що імітує те, як зазвичай розвивається БАС.
Ці породи відрізнялися тим, що в одному випадку організм гризунів виробляв нормальну кількість молекул FUS, а в іншому випадку відносно невелика. Спостерігаючи за життям мишей та роботою їх генів, вчені сподівалися зрозуміти, як варіації в активності FUS можуть впливати на розвиток БАС.
Спостереження несподівано показали, що миші з низькою активністю мутантної версії FUS не стали жертвою хвороби Стівена Хокінга навіть у глибокій старості. При цьому їхні родичі з іншою варіацією цього гена почали втрачати рухливість вже четвертому місяці життя. Це відкриття змусило вчених припустити, що у нервових клітинах є механізми, які захищають їхню відмінність від малих кількостей пошкоджених молекул FUS.
Російські нейрофізіологи спробували з'ясувати, що це за механізми, порівнявши те, як розрізнялася активність генів у клітинах спинного мозку і тих, та інших гризунів, а також їхніх родичів без модифікацій ДНК. Виявилося, що кілька сотень генів, пов'язані з формуванням контактів між клітинами, роботою рухових нейронів і багатьма іншими процесами, у трансгенних мишей значно змінилася.
Це, як пояснюють дослідники, говорить про те, що у нервових клітинах є захисні механізми, які дізнаються про появу мутантних молекул FUS та намагаються їх нейтралізувати. Якщо з'ясувати, які саме ланцюжки генів за це відповідають, то, як сподіваються вчені, це допоможе створити перші ліки від БАС, які не дають білковому сміттю накопичуватися в нейронах і захищають їх від загибелі.
