Исследователи впервые наблюдали ускоренное образование амилоидных белков, связанных с болезнью Альцгеймера
Более 55 миллионов человек в мире живут с болезнью Альцгеймера, и к 2050 году, по прогнозам ВОЗ, эта цифра может утроиться, достигнув 139 миллионов. Главный виновник трагедии — амилоидные бляшки, но механизм их разрушительного распространения в мозге до сих пор ускользал от ученых. Международная группа исследователей из Ирландии и Швейцарии совершила прорыв: впервые в реальном времени зафиксирован процесс «размножения» токсичных белков и обнаружены «суперраспространители» — молекулы, ускоряющие гибель нейронов.
Как увидели невидимое: 250 часов под микроскопом
Ключевая проблема изучения Альцгеймера — невозможность отследить, как именно неправильно свернутые белки бета-амилоиды (Aβ-42) собираются в смертоносные структуры. Исследователи применили метод атомно-силовой микроскопии (AFM), который позволил наблюдать за белками в их естественной среде — солевом растворе — на протяжении 250 часов без перерыва. Разрешение составило менее 10 нанометров при комнатной температуре, что исключило искажения, свойственные традиционным методам анализа.
Рождение «суперраспространителя»
В ходе эксперимента команда впервые увидела процесс вторичной нуклеации, когда зрелые фибриллы катализируют образование новых токсичных олигомеров на своей поверхности. Дополнив наблюдения молекулярным моделированием, ученые выявили особый подвид белков — суперраспространители. Их каталитическая активность аномально высока: они служат центрами притяжения для новых олигомеров, резко ускоряя формирование вторичных фибрилл и распространение нейротоксинов по тканям мозга.
«Мы приблизились к пониманию того, как эти белки распространяются в мозге при болезни Альцгеймера», — отметил Питер Нирмалрадж из лаборатории EMPA, один из авторов работы.
Открытие суперраспространителей и новаторский метод их визуализации открывают путь к принципиально новым подходам в диагностике и терапии неизлечимых нейродегенеративных заболеваний.
Ранее считалось, что болезнь Альцгеймера развивается в два этапа: медленная бессимптомная фаза с повреждением отдельных типов клеток сменяется стремительной фазой, совпадающей с появлением симптомов. Новое исследование объясняет механизм этого ускорения: именно суперраспространители выступают катализаторами второй, разрушительной фазы. Понимание их роли может позволить создать препараты, блокирующие активность этих белков, или диагностические тесты для выявления заболевания на ранней стадии, когда терапия еще может быть эффективной.
