За допомогою термочутливих флуоресцентних сенсорів вчені виміряли температуру всередині клітин і з’ясували, що «злипання» молекул бета-амілоїду (одна з причин розвитку хвороби Альцгеймера) викликає сильне нагрівання нейронів.
Однією з найгостріших медичних проблем сучасності залишаються нейродегенеративні захворювання. Вони зачіпають головним чином літніх людей і викликають прогресуючу загибель нервових клітин, причому спочатку симптоми можуть бути непомітні, і лише через роки виникають порушення когнітивної сфери, пам’яті, рухової функції або інші проблеми.
Згідно з прогнозами, число хворих нейродегенеративними захворюваннями в найближчі десятиліття зросте в кілька разів. Серед них найбільш поширеною і тією, що активно вивчається виявилася хвороба Альцгеймера, головний симптом якої — наростаюча втрата пам’яті. Вже зараз у світі цей діагноз мають близько 44 мільйонів людей.
Двома найбільш важливими факторами розвитку хвороби Альцгеймера вважають тау-білок і бета-амілоїд. Перший в нормі зміцнює мікротрубочки (“клітинну арматуру”), але при хворобі утворює токсичні включення всередині нейронів. Водночас бета-амілоїд являє собою пептид, що утворюється при розщепленні іншого білка спеціальними ферментами-секретазами. Він може формувати токсичні включення в просторі між клітинами.
Саме на другу молекулу, яку часто називають “спусковим гачком” розвитку хвороби Альцгеймера, звернули увагу співробітники Кембриджського університету в своїй новій статті в Journal of American Chemical Society.
- Вчені: Каліфорнійський чагарник може лікувати деменцію
- В Японії випробують перші у світі ліки, що відновлюють ріст зубів
Відомо, що деякі клітини можуть виділяти велику кількість тепла — це так званий внутрішньоклітинний термогенез. Досліджувати його не так вже просто: навіть найменший термометр заледве можна ввести в клітину, тим більше так, щоб її не пошкодити. Тому вчені створили забарвлені молекули-сенсори, характерний час флуоресценції яких змінюється в залежності від температури. Це “полімерні флуоресцентні термометри” – речовини, які можна ввести в клітину без особливої шкоди для неї. Тепер їх вперше використовували для досліджень патогенезу хвороби Альцгеймера.
Автори роботи проводили експерименти на культурах людських клітин і помітили, що набуття бета-амілоїдом неправильної конформації (рухомої тривимірної структури) і «злипання» його молекул в ниткоподібні фібрили супроводжується сильним нагріванням. Висока температура, в свою чергу, призводить до появи нових токсичних агрегатів бета-амілоїду. Як припускають вчені, це порочне коло вносить вклад в складну і поки погано зрозумілу картину розвитку хвороби.
Це відкриття викликає у дослідників кулінарні, але не найприємніші асоціації. “Перегріті клітини нагадують яєчню – з ростом температури білки в них починають агрегувати і вже не можуть виконувати свої функції», — розповіла Габріель Камінські Ширле (Gabriel Kaminski Schierle), керівник колективу вчених.
Крім цього, їм вдалося успішно зупинити викликаний бета-амілоїдом нагрів за допомогою нового фармакологічного препарату (MJ040X). Не виключено, що він може стати основою для новаторського способу лікування хвороби Альцгеймера – це особливо цінно, оскільки, незважаючи на десятиліття активних досліджень, її ефективну терапію досі не вдалося створити.