Не так давно исследователи доказали, что болезни Альцгеймера и Паркинсона, несмотря на всю разницу между ними, на биохимическом уровне начинаются и развиваются одинаково. Речь идёт о липких белках, которые формируют бляшки в тканях мозга.
Это открытие существенно ускорило разработку средств по лечению и профилактике нейродегенеративных заболеваний. Так, учёные из Школы медицины Нью-Йоркского университета предложили свой подход – терапию при помощи антител, разделяющих белки и предотвращающих их слипание.
Поясним, что при болезни Альцгеймера «разрушителями» являются тау-белки, которые формируют нейрофибриллярные клубки. При болезни Паркинсона липким белком является альфа-синуклеин, формирующий тельца Леви. Более того, существует ещё одно нейродегенеративное заболевание, развивающееся по тому же принципу – это болезнь Крейтцфельдта — Якоба, которое провоцируют белки-прионы.
Более десяти лет исследователи изучали ткани мозга пациентов с этими болезнями, которые становились доступны после вскрытия. Также они рассматривали ход заболеваний на примере лабораторных грызунов. Эксперименты показали, что предотвратить формирование белковых бляшек помогут особые антитела, действующие избирательно и не имеющие иммунной токсичности.
Ведущие авторы работы Фернандо Гони (Fernando Goni) и Томас Вишневский (Thomas Wisniewski) признают, что такой подход может противоречить традиционным методам, а до клинических испытаний им предстоит ещё провести ряд исследований.
Тем не менее текущие результаты обнадёживают. «Антитела могут остановить ключевые патологические процессы, происходящие при нескольких неврологических заболеваниях, независимо от их стадии», — рассказывает Вишневский.
Чтобы понять, как болезни зарождаются на молекулярном уровне, эксперты сфокусировались на процессе формирования строительного и рабочего материала клеток — белках. В то время, когда они образуются в виде цепей из аминокислот, они также складываются в сложные объёмные структуры. То, как части молекулы белка ориентированы друг относительно друга, влияет на их работоспособность. То есть белок может быть «поломанным», а значит, провоцирующим недуг не только с точки зрения состава, но и структуры.
Заставить белок «сложиться» неправильно и затем начать неверно выполнять свои функции могут такие факторы, как токсины, генетические «поломки», воспалительные процессы или возрастные изменения на клеточном уровне.
Многие исследовательские группы пытались применять терапию антителами, однако последние были либо нацелены на повторяющиеся короткие цепи аминокислот, составляющие большой молекулы неправильно сложившегося белка, либо на конечные бляшки, состоящие из тысяч мономеров, разобраться в хитросплетении которых почти невозможно.
Гони и Вишневский избрали другой подход: они заставили антитела нападать на олигомеры – «кирпичики» белков размером больше мономеров, но меньше самих белковых молекул. По словам авторов, такие промежуточные формы по-своему токсичны и опасны даже больше других, так как они мобильны. Они могут растворяться, перемещаться внутри и снаружи клеток, а также «переходить» из одной клетки в другую.
Исследователи отмечают важную деталь: в растущих токсичных олигомерах, которые позднее сформируют альфа-, бета- и тау-синуклеин, а также прионы, в большом количестве присутствуют особые структуры бета-листы.
Что же касается самих антител-«спасателей», в их создании учёным помогло чрезвычайно редкое заболевание – амилоидоз. Это генетическая болезнь, при которой нарушается белковый обмен, а сопровождается это образованием и отложением в тканях специфического белково-полисахаридного комплекса — амилоида. Заболевание имеет несколько форм, среди которых присутствует «британский амилоидоз» (как понятно из названия, у жителей других стран он не встречается).
Специалисты работали с тем самым амилоидом – пептидом из 13 аминокислот. Его превратили в более крупный стабильный олигомер, который с 90%-ной точностью повторяет форму бета-листа. Так учёные создали иммуноген (антиген, вызывающий иммунный ответ), названный p13Bri. Эксперименты с мышами показали, что в их организме p13Bri провоцирует специфический иммунный ответ: начинают вырабатываться редкие антитела, разрушающие бета-листы.
Команда проверила свою разработку, использовав ткани людей, перенёсших болезни Альцгеймера, Паркинсона и неврологические заболевания, вызванные прионами. Во всех случаях эффект был положительным.
Более того, по словам авторов, эти редкие антитела, активированные амилоидом, имеют почти нулевой шанс вызвать нежелательные иммунные ответы и атаковать полезные белки.
Хотя предстоит провести ещё много работы, учёные уверены, что они на верном пути. Гони и Вишневский вместе с коллегами продолжат разработку унифицированного метода терапии, при помощи которого, как они надеются, можно будет лечить огромный спектр неврологических заболеваний.
О своём исследовании команда подробно рассказывает в издании Scientific Reports.
Автор: Юлия Воробьёва