Болезнь Паркинсона зачастую проявляется незаметно. Легкое дрожание руки и небольшая скованность движений — на эти симптомы многие не обращают внимания, однако со временем клетки мозга начинают разрушаться, а проявления болезни усиливаются. Причины этих процессов долгое время оставались неясными.
В центре внимания исследователей из Орхусского университета оказался белок альфа-синуклеин, который в нормальном мозге играет роль в коммуникации между клетками. При болезни Паркинсона он начинает вести себя аномально и слипается в токсичные структуры. До недавнего времени большинство научных работ сосредоточивалось на крупных скоплениях этого белка — фибриллах, которые в больших количествах обнаруживаются в мозговых тканях пациентов с болезнью Паркинсона. Однако теперь ученые обратили внимание на изучение более мелких и токсичных форм — олигомеров альфа-синуклеина. Именно они, по мнению исследователей, как будто «просверливают» микроскопические отверстия в мембранах нервных клеток.
«Мы первыми смогли увидеть, как эти олигомеры формируют поры — и как они ведут себя», — говорит Метте Гальсгаард Малле, постдокторант Орхусского и Гарвардского университетов. Процесс проходит в три этапа: сначала олигомеры прикрепляются к мембране, особенно в тех местах, где она изгибается, затем частично встраиваются в нее и, наконец, создают пору, через которую могут проходить молекулы.
Однако это не статичные отверстия. Поры постоянно открываются и закрываются, подобно крошечным вращающимся дверям. «Такое динамическое поведение может объяснить, почему клетки не погибают мгновенно», — отмечает Бо Вольф Брехнер, аспирант и первый автор исследования. «Если бы поры оставались открытыми постоянно, клетки, вероятно, разрушились бы очень быстро. Но поскольку они открываются и закрываются, собственные насосы клетки могут временно компенсировать ущерб».
Процесс формирования пор, а также их открытие и закрытие удалось зафиксировать в реальном времени благодаря новой платформе, анализирующей отдельные везикулы — искусственные пузырьки, имитирующие клеточные мембраны. «Это как смотреть молекулярное кино в замедленной съемке», — поясняет Малле. «Мы не только видим, что происходит, но и можем понять, как на этот процесс влияют различные молекулы».
Команда уже испытала нанотела — небольшие фрагменты антител, созданные для связывания с олигомерами. Хотя они не блокируют формирование пор, они могут помочь в раннем обнаружении олигомеров на самых ранних стадиях болезни. «Это крайне важно, так как болезнь Паркинсона обычно диагностируется только после того, как множество нейронов уже повреждено, и изменения в мозге становятся необратимыми», — подчеркивает Брехнер.
Кроме того, ученые выяснили, что поры формируются не случайно — они чаще возникают в мембранах, которые напоминают оболочки митохондрий — органелл, отвечающих за производство энергии в клетках. Это может указывать на то, что повреждение начинается именно в этих местах. При этом исследователи акцентируют, что работа проводилась на клеточных моделях, и ее результаты еще предстоит подтвердить в живых тканях.
Ученые также установили, что наличие рядом полей для гольфа способствует развитию болезни Паркинсона.
Фото: hi-tech.mail.ru