Главная / Новости / Чем стресс полезен при деменции

Чем стресс полезен при деменции

08.05.2022г.

Обычно утверждается, что небольшой стресс может быть полезен для вас. Теперь ученые продемонстрировали, что то же самое может быть верно и для клеток, открыв недавно открытый механизм, который может помочь предотвратить накопление клубков белков, обычно наблюдаемых при деменции.

3D-реконструкция зонда агрегации, расположенного в ЭПР

Исследователи продемонстрировали, что некоторый стресс может быть полезен для клеток, обнаружив новый механизм, который может помочь предотвратить образование белковых клубков, которые часто наблюдаются в мозге людей с деменцией.

Характерной чертой таких заболеваний, как болезнь Альцгеймера и Паркинсона, известных под общим названием нейродегенеративные заболевания, является накопление белков с неправильной укладкой. Эти белки, такие как амилоид и тау при болезни Альцгеймера, образуют «агрегаты», которые могут вызвать необратимое повреждение нервных клеток в головном мозге.

Сворачивание белков — это естественный процесс в организме, и у здоровых людей клетки осуществляют контроль качества, чтобы убедиться, что белки свернуты надлежащим образом, а неправильно свернутые белки удалены. Однако при нейродегенеративных заболеваниях эта система нарушается, что может иметь катастрофические последствия.

По мере старения населения планеты у все большего числа людей диагностируют деменцию, что делает поиск эффективных лекарств еще более актуальным. Тем не менее, прогресс был медленным, и еще не было доступных лекарств, которые могли бы предотвратить или удалить накопление агрегатов.

Механизм устранения агрегатов

В исследовании, опубликованном сегодня (6 мая 2022 г.) в журнале Nature Communications, группа ученых из Британского научно-исследовательского института деменции Кембриджского университета определила новый механизм, который, по-видимому, обращает вспять накопление агрегатов, а не путем их полного устранения, а скорее путем их «повторного складывания».

Трехмерная реконструкция с высоким разрешением зонда агрегации, расположенного в ЭПР, в живой клетке, как видно под лазерным сканирующим микроскопом. Свет, излучаемый зондом, имеет цветовую кодировку на тепловой карте в соответствии со временем его флуоресценции, что делает его агрегаты очевидными, поскольку они имеют более длительное время жизни, что делает их желтовато-красными на фоне нормального короткого времени жизни, которое отображается зеленым цветом. Предоставлено: Эдвард Авезов/Кембриджский университет.

«Точно так же, как когда мы испытываем стресс из-за большой рабочей нагрузки, клетки также могут испытывать «стресс», если им приходится производить большое количество белков», — пояснил доктор Эдвард Авезов из британского Исследовательского института деменции в Кембриджский университет.

«Есть много причин, почему это может быть, например, когда они вырабатывают антитела в ответ на инфекцию. Мы сосредоточились на стрессе для компонента клеток, известного как эндоплазматический ретикулум, который отвечает за производство около трети наших белков, и предположили, что этот стресс может вызвать неправильное свертывание».

Действие эндоплазматического ретикулума

Эндоплазматический ретикулум (ЭР) представляет собой мембранную структуру, обнаруженную в клетках млекопитающих. Он выполняет ряд важных функций, включая синтез, укладку, модификацию и транспорт белков, необходимых на поверхности или вне клетки. Д-р Авезов и его коллеги предположили, что нагрузка на ER может привести к неправильному свертыванию и агрегации белка за счет снижения его способности правильно функционировать, что приводит к усилению агрегации.

Они были удивлены, обнаружив, что все наоборот.

Чем стресс полезен при деменции

«Мы были удивлены, обнаружив, что воздействие на клетку фактически устраняет агрегаты — не путем их деградации или очистки, а путем распутывания агрегатов, что потенциально позволяет им правильно сворачиваться», — сказал доктор Авезов.

«Если мы сможем найти способ пробудить этот механизм, не подвергая клетки стрессу, что может принести больше вреда, чем пользы, тогда мы сможем найти способ лечения некоторых деменций».

  • Основным компонентом этого механизма, по-видимому, является один из классов белков, известных как белки теплового шока (HSP), большее количество которых вырабатывается, когда клетки подвергаются воздействию температур выше их нормальной температуры роста, а также в ответ на стресс.
  • Доктор Авезов предполагает, что это может помочь объяснить одно из самых необычных наблюдений в области исследований деменции. «Недавно были проведены некоторые исследования людей в скандинавских странах, которые регулярно посещают сауны, что позволяет предположить, что у них может быть меньший риск развития деменции. Одно из возможных объяснений этого заключается в том, что этот легкий стресс вызывает более высокую активность HSP, помогая исправить запутанные белки».
  • Одним из факторов, ранее сдерживавших эту область исследований, была невозможность визуализировать эти процессы в живых клетках. Работая с командами из Пенсильванского государственного университета и Университета Алгарве, команда разработала метод, который позволяет им обнаруживать неправильное свертывание белка в живых клетках. Он основан на измерении световых паттернов светящегося химического вещества в масштабе наносекунд — одной миллиардной доли секунды.

«Удивительно, как измерение времени жизни флуоресценции нашего зонда в наносекундном масштабе под лазерным микроскопом делает очевидными невидимые иначе агрегаты внутри клетки», — сказал профессор Эдуардо Мело, один из ведущих авторов, из Университета Алгарве, Португалия.

Исследование было поддержано Британским научно-исследовательским институтом деменции, который получает финансирование от Совета по медицинским исследованиям, Общества болезни Альцгеймера и Исследовательского центра Альцгеймера в Великобритании, а также от Португальского фонда науки и технологий.

Источник

Метки:



Читайте далее: