Неожиданные результаты, полученные Исследовательским институтом Скриппса (Scripps Research Institute) и ModGene, LLC, могут полностью поменять представления ученых о болезни Альцгеймера – одном из самых распространенных нейродегенеративных заболеваний человека – указывая на печень вместо мозга как на источник амилоидных пептидов, откладывающихся в виде мозговых бляшек при этом разрушительном заболевании. Это открытие предлагает относительно простой подход к лечению и профилактике болезни Альцгеймера.

Чтобы определить гены, оказывающие влияние на количество накапливающегося в мозге амилоидного белка, ученые использовали модель болезни Альцгеймера, воспроизведенную на мышах. Они установили три гена, защищающие от отложения и накопления амилоида в мозге животных. Мозг мышей защищало снижение экспрессии каждого из этих генов в клетках печени. Один из них кодирует пресенилин (presenilin) – клеточный мембранный белок, который, как считается, вносит вклад в развитие болезни Альцгеймера.

«Это неожиданное открытие открывает перспективы для разработки новых методов лечения болезни Альцгеймера», - говорит руководитель исследования профессор-исследователь Грегор Сатклифф (Gregor Sutcliffe). «Оно может значительно облегчить разработку методов его лечения и профилактики».

По оценкам этим нейродегенеративным заболеванием страдают 5.1 миллиона американцев, включая почти половину людей в возрасте 85 лет и старше. Если наука не найдет способа предотвратить его развитие и эффективных методов лечения, к 2050 году количество пациентов в возрасте 65 лет и старше будет варьировать от 11 до 16 миллионов. В дополнении к человеческим страданиям, это огромное экономическое бремя. Новый доклад Ассоциации Альцгеймера США (Alzheimer"s Association) показывает, что при отсутствии методов положительного воздействия на болезнь совокупные расходы на уход за пациентами с Альцгеймера в период с 2010 до 2050 года составят $20 триллионов.

В поисках решения загадки болезни Альцгеймера Сатклифф и его сотрудники в последние несколько лет сосредоточили свое внимание на естественно существующих различиях в предрасположенности к неврологическим заболеваниям у различных линий мышей, создав обширную базу данных по активности генов в различных тканях. Эти данные дают карты экспрессии признаков, которые могут быть наложены на карты генов-модификаторов заболевания.

Как и в случае почти всех научных открытий, исследование Сатклиффа основывается на более ранних данных. Несколько лет назад ученые Западного резервного университета Кейза (Case Western Reserve) картировали три гена, модифицирующие накопление патологического бета-амилоида в мозге трансгенных мышей с моделью болезни Альцгеймера, в больших участках хромосом, каждый из которых содержит сотни генов. Использовав кроссы линий мышей В6 и D2, они изучили более 500 их потомков.

Основываясь на результатах этого исследования, Сатклифф применил свои базы данных генной экспрессии к мышиной модели болезни Альцгеймера, ища различия в экспрессии генов, которые коррелировали с различиями в предрасположенности к развитию заболевания, в линиях В6 и D2. Эта интенсивная работа включала в себя создание компьютерных программ, которые идентифицировали каждое генетическое отличие геномов В6 и D2, и проведение математического анализа их корреляции (известного как регрессионный анализ). Корреляции проводились между генотипическими различиями (В6 и D2) и количеством матричной РНК, вырабатываемой на основе более чем 25000 генов в определенной ткани у 40 рекомбинантных инбредных линий мышей. Эти корреляции были рассчитаны для 10 видов тканей, одной из которых была печень.

«Одним из ключевых аспектов этой работы было научиться задавать вопросы массивным базам данных для сбора информации об идентичности наследуемых генов-модификаторов», - говорит Сатклифф. «Это было новой и, в некотором смысле, новаторской работой: мы изобретали новый путь идентификации генов-модификаторов, сочетая все эти шаги и автоматизируя процесс. Мы поняли, что можно узнать, как модифицируется патогенный трансгенный эффект, без изучения самих трансгенных мышей».

Охота на гены выявила хороших кандидатов на роль каждого из трех генов-модификаторов, открытых учеными из Case Western, и один из этих кандидатов – ген мыши, соответствующий гену человека, одна из вариаций которого предрасполагает к раннему началу болезни Альцгеймера – представлял для ученых особый интерес.

«Продукт этого гена, белок пресенилин 2, является частью ферментного комплекса, принимающего участие в образовании патогенного бета-амилоида», - объясняет Сатклифф. «Неожиданно наследуемая экспрессия пресенилина 2 была обнаружена в печени, а не в мозге. Более активная экспрессия пресенилина 2 в печени коррелировала с большим накоплением бета-амилоида в мозге и развитием патологии, соответствующей болезни Альцгеймера».

Это открытие позволило предположить, что значительные концентрации бета-амилоида могут брать свое начало в печени, циркулировать в крови и попадать в мозг. Если это верно, блокирование выработки бета-амилоида в печени может защитить мозг.

Для проверки этой гипотезы Сатклифф и его коллеги поставили эксперимент in vivo, используя мышей дикого типа, так как у них наиболее точно воспроизводится среда, в которой происходит естественный синтез бета-амилоида. «Мы решили, что если амилоид мозга рождается в печени и переносится в мозг кровью, то это может наблюдаться у всех мышей, - говорит Сатклифф, - и, можно предсказать, у человека».

Мышам вводили иматиниб (imatinib) (коммерческое название Гливек (Gleevec), утвержденный FDA противораковый препарат), относительно новое лекарственное средство, одобренное в настоящее время для лечения хронической миелоидной лейкемии и опухолей желудочно-кишечного тракта. Препарат резко снижает синтез бета-амилоида в клетках нейробластомы, трансфицированных белком-предшественником амилоида (amyloid precursor protein, APP), а также в бесклеточных экстрактах, полученных из трансфицированных клеток. Важно отметить, что Гливек плохо проникает через гематоэнцефалический барьер как у мышей, так и у человека.

«Это свойство препарата и определило наш выбор», - объясняет Сатклифф. «Так как он не проникает через гематоэнцефалический барьер, мы смогли сфокусироваться на синтезе амилоида вне мозга и на том, как этот синтез может способствовать аккумуляции амилоида в мозге, где он ассоциирован с заболеванием».

Мышам вводили Гливек дважды в день в течение семи дней. Затем были забраны плазма и мозговая ткань и измерено количество бета-амилоида в крови и мозге. Результат: препарат резко сократил количество бета-амилоида не только в крови, но и в мозге, куда он не мог проникнуть. Таким образом, значительная часть амилоида мозга должна была быть синтезирована вне его, и иматиниб является кандидатом на роль препарата для профилактики и лечения болезни Альцгеймера.

Что касается будущего этого исследования, Сатклифф надеется найти партнера и инвесторов для проведения клинических испытаний и разработки новых препаратов.

Если кожная поверхность становится шершавой, на ней появляются темноватые бугорки, это может указывать на нарушения обменных процессов, что приводит к скоплению в этих местах патологического белка – амилоида. Не стоит откладывать посещение врача: можно дождаться, что белок со временем заменит кожную ткань, и она перестанет выполнять свои функции. Без надлежащей терапии структурные изменения затронут внутренние органы.

При поражении только кожных тканей диагностируется лихеноидный амилоидоз кожи. Он поддается лечению, наблюдаться у дерматолога и, возможно, использовать местные средства нужно будет постоянно. Если заболевание имеет системный характер, то амилоид откладывается во внутренних органах, терапией занимаются терапевт и другие специалисты. Далее мы поговорим о том, как эти состояния отличить и что можно сделать при появлении симптомов.

Что такое амилоидоз и почему его надо бояться

Амилоидозом называется хроническое заболевание, которое заключается в нарушении белкового обмена, в результате чего в организме образуется амилоид. Его особенность состоит в том, что он нарушает взаимодействие тканевых ферментов, а, образуясь вокруг сосудов, сдавливает их, что приводит к отмиранию участка органа. Амилоидоз можно образно сравнить с пожаром: то там, то тут образуются «очаги возгорания», они уничтожают все на своем пути, постепенно сливаясь между собой. Орган, в котором откладывается белок-амилоид, поражается постепенно – если процесс не остановить – его структура полностью замещается патологическим протеином.

Классификация

Официальная классификация амилоидоза:

1. Первичный системный процесс, когда амилоид откладывается и в коже, и во внутренних органах. Это связано с тем, что по наследству (семейный амилоидоз) или случайно появляется определенное сочетание генов, отвечающих за образование видоизмененных клеток во внутренних органах или коже, которые и синтезируют белок-предшественник амилоида.
2. Вторичный системный амилоидоз. В патологический процесс вовлечения кожа и внутренние органы. Причинами вторичного амилоидоза являются заболевания, которые длительно «снабжают» организм токсинами. Это туберкулез, проказа, хронический бронхит, сифилис, бронхоэктатическая болезнь, нефрит, ревматоидный артрит, язвенный колит, длительно существующий кариес, тонзиллит.
3. Отложение амилоида локально в коже – лихеноидный (лишаеподобный) амилоидоз. Его также делят на 2 вида. Первый – это первичный процесс, который возникает по невыясненным причинам (идиопатический амилоидоз) или из-за изменения в генах. Второй вид – вторичный кожный амилоидоз. Он развивается на фоне различных (обычно имеющих хроническое течение) дерматологических болезней: , себорейной бородавки, различных видов , опухолевых заболеваний кожи, .

Наиболее часто амилоид откладывается в коже при первичном лихеноидном процессе, затем следует первичный системный амилоидоз. Если образование амилоида происходит системно, на фоне хронических заболеваний, кожа поражается редко (чаще страдают сердце и почки).

Симптомы

Клиническая картина при различных формах амилоидоза кожи несколько отличается.

Первичный системный процесс

Кожа поражается не сразу. Вначале возникают симптомы поражения какого-то внутреннего органа. Обычно первым страдает сердце; это проявляется в развитии нарушений сердечного ритма, болей в нем. При отложении амилоида в стенках желудка и кишечника развиваются запоры, тошнота, иногда доходящая до рвоты. Поражение мышц выражается в их болезненности и отражается на движениях в суставах: их амплитуда уменьшается.

Лицо больного становится бледным, язык увеличивается в размерах иногда до такой степени, что может не помещаться во рту. Потом возникают кожные симптомы: плотные узелки, бляшки или небольшие опухоли; их окраска – бледнее остальных покровов. Редко первичный кожный амилоидоз проявляется пузырьковой сыпью: тогда элементы, заполненные кровянистым содержимым, располагаются в местах постоянного трения одеждой.

Локализуется сыпь, в основном, в местах естественных кожных складок: в подмышечных впадинах, в области паха и бедер; могут появляться вокруг глаз и даже во рту. Сливаясь между собой, элементы образуют шершавые участки, цвет которых темнее, чем в остальных областях. Зудом или болью сыпные элементы не отличаются.

Вторичный системный процесс

До кожных проявлений заболевания человек долго кашляет (если причина – в туберкулезе, хроническом бронхите или бронхоэктатической болезни), сильнее мерзнет, особенно в области поясницы (если причина – в поражении почек), у него болят кости или суставы. На этом фоне общего нездоровья появляются различные элементы сыпи. Одни из них плотные и дискообразные, имеющие темно-розовый цвет. Другие желтоватые, представляют собой плотные узелки. Третьи напоминают бляшки при , только не шелушатся. Не заметить их нельзя: очаги интенсивно зудят.

Локализуются элементы сыпи на груди, шее, лице, во рту, который плохо закрывается из-за того, что язык становится большим и отечным.

Вторичный кожный амилоидоз

Развивается на фоне длительно текущего дерматологического заболевания (наиболее часто это нейродермит или ). При этом первичные элементы изменяются, в них появляется шершавая, похожая на «мурашки» сыпь.

Если со вторичным амилоидозом кожи протекает лихен Видаля, то заболевание развивается так:

1. Вначале на неизмененном участке кожи появляется сильный зуд. Обычно это происходит в области сгибов суставов, на задней поверхности шеи, на наружных половых органах или между ягодицами. Зуд усиливается вечером и ночью, а утром почти не чувствуется.
2. Очаг поражения меняет окраску с красного на коричневый, появляются элементы возвышающейся сыпи разной формы. Если это место прощупать, ощущается сухая и жесткая кожа, в мелких «мурашках».
3. Далее пораженный участок становится более плотным, и сухим. Его цвет меняется на розово-кофейный; его пересекают длинные борозды, идущие под разными углами.
4. К моменту появления темных возвышающихся узелков, пораженный участок может уже практически исчезнуть, оставив пятно более темной (реже – более светлой) кожи.

Первичный лихеноидный амилоидоз

Симптомы возникают на чистых до этого кожных покровах. Это узелки, пятна или бляшки с такими характеристиками:

• имеют коническую или плоскую (похожую на бородавки) форму;
• плотную консистенцию;
• множественные, не сливающиеся между собой элементы сыпи;
• коричневую окраску;
• локализация: голени, бедра, иногда – лицо;
• сыпь располагается симметрично;
• в пораженных областях ощущается сильный зуд;
• между сыпными элементами могут появляться участки слишком белой, депигментированной кожи.

Постановка диагноза

Диагностика амилоидоза кожи довольно сложная, так как заболевание похоже на многие другие дерматологические болезни. Ее проводит врач-дерматолог. Он может поставить диагноз только на основании гистологического исследования, взяв биопсию пораженного участка.

Чтобы узнать, имеет место системный или локальный процесс, нужно выполнить ряд инструментальных тестов. Так, необходимо проведение ультразвуковых исследований (УЗИ): сердца, ЖКТ, селезенки, почек, мышц. Если по результатам УЗИ врача настораживают размеры какого-то органа, для уточнения его поражения необходимо пройти магнитно-резонансную томографию. О том, что во внутреннем органе отложился именно амилоид, можно узнать только после биопсии.

Терапия

Лечение патологии исключительно консервативное и очень длительное. Для этого применяются:

• обработка элементов сыпи мазями с глюкокортикоидами: «Преднизолон», «Кловейт», «Кутивейт»;
• аппликации с разведенным 1:10 с водой димексидом, некоторые врачи добавляют колхицин;
• при сильном зуде на элементы сыпи можно наносить «Дикаин», «Лидокаин» или другой анестетик;
• лазеротерапия;
• пероральный прием циклофосфамида, противомалярийных препаратов;
• прием витаминов B и PP, A и E;
• внутрикожное введение глюкокортикоидов: «Преднизолона», «Гидрокортизона»;
• внутримышечные инъекции раствора унитиола 5%.

Прогноз

Полностью вылечить патологию можно только при местной, лихеноидной форме. Обязателен постоянное наблюдение у дерматолога, для отслеживая возможного рецидива. При системных формах можно только остановить образование амилоидного белка, но вывести его из внутренних органов невозможно.

Пожилой возраст и наращивание бляшек амилоидного бета-протеина в тканях головного мозга способствуют развитию разрушительной формы слабоумия, известной как болезнь Альцгеймера. Результаты исследования предоставили ученым доказательства того, что витамин D влияет на процесс транспортировки белков, что помогает естественным образом очистить мозг от их накопления.

Витамин D способен кардинально изменить ход развития и прогрессирования множества заболеваний, включая рак, болезни сердца и диабет. веганские рецепты на likelida.com На сегодняшний день ученые и считают, что в этот список можно включить и болезнь Альцгеймера. Получение витамина D путем пребывания под солнечными лучами или при приеме добавок с прогормонами следует считать обязательным для всех людей, желающих .

Витамин D помогает очистить мозг от смертельно опасных бляшек амилоидного белка

В ходе проведения эксперимента, ученые использовали данные о состоянии здоровья лабораторных мышей, генетически предрасположенных к развитию слабоумия. При этом животным вводили инъекции витамина D. Было установлено, что этот витамин избирательно препятствует накоплению бета-амилоида, а специальные транспортирующие белки очищают клетки от разрушительных амилоидов, прежде чем они смогут накопиться. Мозг обладает рядом специальных транспортирующих белков, известных как LRP-1 и P-GP, которые сопровождают амилоидные белки через гематоэнцефалический барьер, прежде чем они смогут нанести какой-либо вред.

Исследователи считают, что витамин D улучшает перемещение бета-амилоида через гематоэнцефалический барьер, регулируя экспрессию белков, с помощью рецепторов. При этом витамин D также регулирует передачу импульсов клеток через метаболический путь MEK. Результаты этих экспериментов показали ученым новые пути решения задач, связанных с лечением и предотвращением возникновения болезни Альцгеймера.

Контроль уровня витамина D в крови снижает риска развития деменции Альцгеймера

Исследователи считают, что витамин D помогает транспортировать бета-амилоидные структуры белков через чувствительный гематоэнцефалический барьер, способствуя разъединению кластеров в спинно-мозговой жидкости для последующего устранения. Эта способность, как известно, ухудшается с возрастом, что позволяет липким белковым кластерам накапливаться вокруг синапсов нейронов. Ученые обнаружили, что у пожилых людей с диагнозом болезни Альцгеймера, как правило, наблюдается низкий уровень витамина D. В данный момент исследователями установлена связь между уровнем насыщения крови этим витамином и развитием заболеваний.

Авторы исследования не сообщают, каким должен быть оптимальный уровень витамина D. Однако результаты множества предыдущих экспериментов показали, что наилучшим уровнем в крови этого вещества, для возможности , является 50-80 нг/мл. Большинству людей, заботящихся о своем здоровье, необходимо принимать добавки витамина D на масляной основе для того, чтобы в полной мере защитить себя от возникновения этой смертельной формой слабоумия.

Документы ВУЗов, институтов, университетов, академий. Купить диплом в Москве на сайте diplomzakaz.com

И часто называется просто бета-амилоидом, без уточнения длины аминокислотной цепочки. В мозге пациента, страдающего болезнью Альцгеймера, этот пептид может образовывать так называемые амилоидные бляшки, состоящие из скоплений пептида, свёрнутого в виде бета-складки. Пептид Aβ42 может также образовывать олигомеры , которые запускают цепные реакции образования амилоидных бляшек и тау-белков по прионному механизму .

Структура

В организме бета-амилоиды образуются из предшественника бета-амилоида (англ. amyloid precursor protein , APP), трансмембранного гликопротеина с неизвестными функциями длиной от 695 до 770 аминокислотных остатков. Протеолиз APP с выходом бета-амилоида выполняют последовательно бета-секретаза и гамма-секретаза . Бета-секретаза (англ. β-site amyloid precursor protein cleaving enzyme 1 , BACE1) разрезает цепь аминокислотных остатков APP около плазматической мембраны с внутренней стороны. Гамма-секретаза разрезает цепь APP в трансмембранной области со значительной вариативностью по месту разрыва, вследствие чего возникает целое семейство пептидов с длиной цепочки от 30 до 51 звеньев . Высвобожденные пептиды попадают в плазму крови , спинномозговую жидкость или другие межклеточные жидкости. В спинномозговой жидкости людей, не страдающих болезнью Альцгеймера, соотношение основных бета-амилоидов оценивается примерно как 50 % Aβ40, 16 % Aβ38 и 10 % Aβ42 . Функции большинства этих пептидов остаются неизвестными. Лучше всего исследован пептид Aβ42, который считается одним из ключевых патогенных факторов в развитии болезни Альцгеймера. Его аминокислотная последовательность имеет следующий вид :

Бета-амилоиды разрушаются некоторыми эндопептидазами . В мозге наиболее важную роль в поддержании баланса бета-амилоидов играет неприлизин - цинк -зависимая металлоэндопептидаза , которая в здоровом организме разрушает мономеры и олигомеры бета-амилоидов, компенсируя их образование из APP. Однако она неспособна разрушать амилоидные бляшки .

Роль в болезни Альцгеймера

Болезнь Альцгеймера - это одно из наиболее распространённых нейродегенеративных заболеваний пожилого возраста. В настоящее время не существует лекарств, способных замедлить развитие болезни, как не существует и полного понимания причин болезни. В рамках наиболее распространённой амилоидной гипотезы считается, что важную роль в запуске необратимых изменений в мозге пациента играет пептид Aβ42. Эта форма способна образовывать олигомеры и нерастворимые скопления значительного числа монопептидов в структуре бета-складки, которые получили название амилоидных бляшек. В первоначальном варианте амилоидной гипотезы, предложенной в начале 1990-х годов Харди и Хиггинсом, предполагалось, что амилоидные бляшки вызывают патологические изменения в мозге больного, которые проявляются в образовании нейрофибриллярных клубков , нарушении синаптической передачи , гибели нейронов и возникающей вследствие этого деменции . По современным представлениям, Aβ42 запускает сложный комплекс процессов на биохимическом и клеточном уровнях, которые в конечном счёте приводят к нейродегенеративным изменениям в мозге .

В 2015 году в исследованиях британских медиков было установлено, что существует опасность заражения бета-амилоидами ятрогенным путём, то есть в ходе таких медицинских процедур, как, например, хирургические операции или инъекции . При вскрытии в мозговой ткани пациентов, умерших от болезни Крейтцфельдта - Якоба , были найдены бета-амилоидные бляшки. Возраст и генетический портрет части этих пациентов исключал самопроизвольное развитие бета-амилоидных патологий, поэтому исследователи с большой степенью вероятности назвали причиной амилоидного заболевания инъекции гормона роста , получавшегося из гипофиза умерших людей. Эти инъекции проводились в основном для коррекции отставания в росте у детей в период с 1958 по 1985 годы, пока не была установлена опасность заражения прионными заболеваниями .

В 2018 году были опубликованы результаты исследований, подтверждающие возможность заражения болезнью Крейтцфельда - Якоба при введении мышам «загрязненного» бета-амилоидом гормона роста человека. У экспериментальной группы генно-модифицированных мышей, у которых синтезировался предшественник человеческого варианта бета-амилоида, образовывались бляшки в мозговых структурах, в то время как у контрольной группы этого не наблюдалось .

Если опасность заражения болезнью Альцгеймера при медицинских процедурах будет признана существенной, это повлечёт за собой серьёзные и потенциально чрезвычайно дорогостоящие изменения в регламенте обеззараживания медицинских инструментов. Бета-амилоиды имеют тенденцию «прилипать» к металлическим инструментам, и их надёжная дезинфекция от прионов потребует гораздо более жёстких условий, чем от бактерий и вирусов .

Согласно исследованиям, проведённым на животных, бета-амилоиды могут выступать в роли противовирусного и антибактериального механизма защиты мозга. При заражении вирусом герпеса мышей нервные клетки начинают активно вырабатывать бета-амилоиды, связывающие вирус, что вызывает образование амилоидных бляшек, но препятствует развитию энцефалита .

Роль в нарушениях сна и памяти

Уровень растворимых бета-амилоидов повышается в организме во время бодрствования и уменьшается во время сна . В исследованиях на мышах установлено, что депривация сна ускоряет накопление бета-амилоида у мышей , мутантных по гену предшественника бета-амилоида (APP), а накопление бета-амилоида у таких мышей нарушает сон . Нарушение ритма сна и бодрствования с возрастом, приводящее к увеличению концентрации бета-амилоида, коррелирует с ухудшением качества сна и может быть одним из механизмов, влияющих на нарушения памяти при старении и при болезни Альцгеймера .

Лекарственные средства

Для снижения уровня Aβ42 ведётся поиск препаратов, которые препятствуют его образованию в мозге или удаляют уже образовавшиеся бляшки в тканях. Эти исследования проводятся по трём основным направлениям: как воспрепятствовать образованию Aβ42, как очистить уже накопившиеся бляшки Aβ42 и как предотвратить олигомеризацию Aβ42. В 1995 году исследователям удалось вывести линию трансгенных мышей с мутантным человеческим геном APP, в мозге которых накапливались амилоидные бляшки . Эти мыши хуже справлялись с задачами, в которых требовалось запоминание информации, и они стали моделью для изучения действий перспективных противоамилоидных препаратов. Однако до сих пор никакие препараты, испытывавшиеся на мышах, не показали свою эффективность на людях. Одной из возможных причин неудач переноса результатов исследований на мышах на человека может быть различие в нейрохимии и патофизиологии мышиных и человеческих нейронов. В 2014 году группе учёных под руководством Рудольфа Танзи и Ким Ду Ёна удалось создать трёхмерную культуру человеческих клеток in vitro , в которой в ускоренном темпе воспроизводятся нейродегенеративные изменения, связанные с бета-амилоидами, а также таупатии . Это достижение считается одним из наиболее многообещающих в плане быстрой разработки и тестирования препаратов, способных предотвратить развитие болезни Альцгеймера у человека, и его автор был включен в список ста наиболее влиятельных людей по версии Time 100 в 2015 году .

Примечания

1. Gerald Karp. Cell and Molecular Biology: Concepts and Experiments. - 7th ed. - John Wiley & Sons, Inc., 2013. - P. 67. - 864 p. - ISBN 978-1118-30179-1 .
2. Nussbaum Justin M., Seward Matthew E., Bloom George S. Alzheimer disease: a tale of two prions // Prion. - 2013. - Vol. 7. - P. 14-19. - ISSN 1933-6896 . - DOI :10.4161/pri.22118 .
3. Wilquet Valérie, Strooper Bart De. Amyloid-beta precursor protein processing in neurodegeneration // Current Opinion in Neurobiology. - 2004. - Vol. 14. - P. 582-588. - ISSN . - DOI :10.1016/j.conb.2004.08.001 .
4. Olsson F., Schmidt S., Althoff V., Munter L. M., Jin S., Rosqvist S., Lendahl U., Multhaup G., Lundkvist J. Characterization of Intermediate Steps in Amyloid Beta (Aβ) Production under Near-native Conditions // Journal of Biological Chemistry. - 2013. - Vol. 289. - P. 1540-1550. - ISSN 0021-9258 . - DOI :10.1074/jbc.M113.498246 .
5. Bibl Mirko, Gallus Marion, Welge Volker, Lehmann Sabine, Sparbier Katrin, Esselmann Hermann, Wiltfang Jens. Characterization of cerebrospinal fluid aminoterminally truncated and oxidized amyloid-β peptides // PROTEOMICS - Clinical Applications. - 2012. - Vol. 6. - P. 163-169. - ISSN . - DOI :10.1002/prca.201100082 .
6. Kummer Markus P, Heneka Michael T. Truncated and modified amyloid-beta species // Alzheimer"s Research & Therapy. - 2014. - Vol. 6. - P. 28. - ISSN 1758-9193 . - DOI :10.1186/alzrt258 .
7. Huang S.-M., Mouri A., Kokubo H., Nakajima R., Suemoto T., Higuchi M., Staufenbiel M., Noda Y., Yamaguchi H., Nabeshima T., Saido T. C., Iwata N. Neprilysin-sensitive Synapse-associated Amyloid-beta Peptide Oligomers Impair Neuronal Plasticity and Cognitive Function // Journal of Biological Chemistry. - 2006. - Vol. 281. - P. 17941-17951. - ISSN 0021-9258 . - DOI :10.1074/jbc.M601372200 .
8. Hardy J., Higgins G. Alzheimer"s disease: the amyloid cascade hypothesis // Science. - 1992. - Vol. 256. - P. 184-185. - ISSN 0036-8075 . - DOI :10.1126/science.1566067 .
9. Musiek Erik S, Holtzman David M. Three dimensions of the amyloid hypothesis: time, space and "wingmen" // Nature Neuroscience. - 2015. - Vol. 18. - P. 800-806. - ISSN 1097-6256 . - DOI :10.1038/nn.4018 . - PMID 26007213 .
10. John Collinge, Dominic M. Walsh, Sebastian Brandner, Peter Rudge, Takaomi Saido. Transmission of amyloid-β protein pathology from cadaveric pituitary growth hormone (англ.) // Nature. - 2018-12-13. - P. 1 . -

Амилоидные бляшки рядом с обречёнными на гибель нейронами (иллюстрация David Brody / Washington University in St. Louis).

Плотные белковые бляшки и спутанные нейрофибриллярные клубки выедают человеческий мозг изнутри в процессе медленного прогрессирования болезни Альцгеймера. Кто же несёт ответственность за происходящее?

Внеклеточный протеин бета-амилоид образует те самые бляшки (виновен!), а избыточное фосфорилирование внутриклеточного тау-белка приводит к образованию рыхлых клубков (виновен!). Но каким образом эти внеклеточные амилоидные бляшки могут быть смертельно опасны для нейронов и как всё это связано с фосфорилированием тау-белка? До сих пор никто не дал по-настоящему ясного ответа на столь важные вопросы. К счастью, проблемой занялись учёные из Виргинского университета (США): их работа в самом начале, но уже есть интересные результаты.

Как оказалось, нейроны погибают не из-за какого-то там непонятного прямого отравления, а из-за того, что присутствие бета-амилоидов приводит к некорректному протеканию важнейшего клеточного процесса: амилоиды заставляют нейроны запустить клеточный цикл, который те никак не могут закончить и погибают, так и не завершив деления.

Учёным уже удалось обнаружить несколько потенциальных биомаркеров, позволяющих проводить максимально раннюю диагностику этого заболевания (задолго до появления каких-либо симптомов), а также предложить новые идеи, касающиеся создания эффективной терапии.

В соответствии с результатами прямых наблюдений, в течение 24 часов нахождения рядом с амилоидами обычные нейроны начинают подготовку к клеточному делению с удвоения молекулы ДНК. С другой стороны, нейроны с выключенным геном тау-протеина никак не реагируют на присутствие бляшек амилоидов. Если не вдаваться в детали, то общее объяснение напрашивается само собой: в процесс вовлечён некий клеточный сигнальный каскад, связывающий находящийся рядом бета-амилоид и внутриклеточный тау-белок. Осталось докопаться до деталей - до тех белков и сигнальных молекул, которые организуют каскад. Таким образом исследователи идентифицировали несколько ферментов киназ, вовлечённых в регулирование клеточного цикла или модификацию тау-протеина.

Каждая из трёх киназ - fyn, CAMKII и PKA - должна быть активирована для того, чтобы нейрон мог войти в клеточный цикл, и каждая модифицирует тау-белок в определённых местах. В случае мутации в любом из этих мест бета-амилоид теряет способность подталкивать нейроны ко вхождению в клеточный цикл.

В опытах на мышах было показано, что в случае, когда экспрессия тау-протеина в клетках нейронов подавлена, образование амилоидных бляшек не оказывает негативного воздействия на мозг и способности животного (обучаемость и память). Это интригующее наблюдение было подтверждено данными вскрытия: мозг зверька сохранял абсолютную целостность даже в присутствии очень значительных количеств расплодившихся амилоидных отложений.

Подготовлено по материалам Nature News.