Виявлено ген, який змушує клітини мозку боротися із хворобою Альцгеймера
Вчені зі США та Австралії простежили за роботою системи "самоочищення" мозку та виявили, що ген HIF1A відіграє критично важливу роль у захисті мозку від розвитку хвороби Альцгеймера. Результати дослідження опублікував науковий журнал Nature Communications.
"Поки ми не можемо точно сказати, як співвідноситься рівень активності цього гена з тим, наскільки швидко розвивається хвороба. Ми плануємо використовувати геномний редактор CRISPR для спостережень за тим, як підвищення чи зниження активності HIF1A впливатиме на темпи розвитку хвороби Альцгеймера", - розповів науковий співробітник Університету Дьюка (США) Габріель Чу.
Біологи припускають, що головною ознакою та можливою причиною розвитку хвороби Альцгеймера є накопичення усередині клітин мозку так званого бета-амілоїду, патогенного білка. Він є уривками білка APP, що грає важливу роль у формуванні синапсів, зв'язків між нейронами.
Нещодавно вчені виявили, що деякі допоміжні клітини мозку, так звана мікроглія, здатні захоплювати та знищувати скупчення бета-амілоїду та іншого білкового сміття. У мозку пацієнтів із хворобою Альцгеймера цього не відбувається, що змушує вчених шукати причини розвитку цих збоїв та способи відновлення роботи клітин мікроглії.
Чу та його колеги знайшли відповідь на це питання, порівнюючи життєдіяльність клітин мікроглії мозку здорових мишей та особливої породи гризунів, генетично схильних до розвитку найагресивніших форм хвороби Альцгеймера. Вчені спостерігали за тим, як ці клітини взаємодіяли зі скупченнями бета-амілоїду, а також відстежували зміни у рівні активності генів усередині них.
Ген "очищення" мозку
Як показали ці спостереження, спочатку й ті, та інші клітини мікроглії активно захоплювали білкове сміття, що супроводжувалося активацією приблизно 2,5 тис. генів, пов'язаних з його поглинанням та розкладанням. Згодом активність багатьох подібних генів у клітинах, вилучених із мозку мишей із хворобою Альцгеймера, поступово знизилася, що призвело до накопичення клубків бета-амілоїду всередині них.
Зіставивши відмінності в рівні активності генів у клітинах здорових та хворих мишей, вчені виявили, що вони майже повністю збігалися. Єдиним винятком у цьому відношенні були ген HIF1A і пов'язані з ним ділянки ДНК, активність яких була підвищена в клітинах мікроглії гризунів з хворобою Альцгеймера. Що цікаво, аналогічні порушення в роботі цієї частини геному вчені виявили в культурах клітин, вилучених із мозку людей із занедбаними формами цього захворювання.
Дане відкриття стало великою несподіванкою для нейрофізіологів, оскільки ген HIF1A раніше ніколи не пов'язувався з розвитком хвороби Альцгеймера та інших нейродегенеративних захворювань. Ця ділянка ДНК, відкрита нобелівським лауреатом Грегом Семенцем на початку 1990 років, відіграє ключову роль реакції клітин на гіпоксію, допомагаючи їм пристосуватися до хронічної нестачі кисню.
Як саме HIF1A пов'язаний з розвитком хвороби Альцгеймера, біологи поки що не можуть точно сказати, проте вони припускають, що його активація змушує клітини мікроглії знищувати пошкоджені синапси нейронів та паралельно очищати нервові клітини від білкового сміття.
Поки невідомі збої в цьому процесі, у свою чергу, призводять до накопичення бета-амілоїду всередині мікроглії, що поступово виводить її клітини з ладу та прискорює розвиток хвороби Альцгеймера. Наступні досліди на мишах, як сподіваються Чу та його колеги, допоможуть вченим виявити ці порушення у роботі системи самоочищення мозку та знайти спосіб виправити їх.
Почитати ще:
