Разгадана многолетняя тайна болезни Паркинсона

Исследователи Института Уолтера и Элизы Холл совершили огромный шаг вперед в борьбе с болезнью Паркинсона, разгадав многолетнюю тайну, что открывает путь к разработке новых препаратов для лечения этого заболевания.

Впервые обнаруженный более 20 лет назад белок PINK1 напрямую связан с болезнью Паркинсона, которая является самым быстро распространяющимся нейродегенеративным заболеванием в мире. До сих пор никто не видел, как выглядит PINK1 у человека, как PINK1 прикрепляется к поверхности поврежденных митохондрий и как он включается.

Исследователи из Центра исследований болезни Паркинсона Института Уолтера и Элизы Холл совершили крупное открытие, впервые определив структуру человеческого PINK1, связанного с митохондриями. Результаты исследования опубликованы в журнале Science.

Исследование может помочь найти новые методы лечения заболевания, от которого в настоящее время не существует лекарства, способного остановить его прогрессирование.

Болезнь Паркинсона – коварное заболевание, на диагностику которого часто уходят годы, а иногда и десятилетия. Она часто сопровождается тремором и имеет около 40 симптомов, включая когнитивные нарушения, проблемы с речью, регуляцией температуры тела и зрением.

В Австралии более 200 000 человек живут с болезнью Паркинсона, и от 10% до 20% из них страдают это болезнью с ранним началом, то есть им ставят диагноз в возрасте до пятидесяти лет. Влияние болезни Паркинсона на австралийскую экономику и систему здравоохранения оценивается более чем в 10 миллиардов долларов в год.

Прорыв после десятилетий исследований

Митохондрии вырабатывают энергию на клеточном уровне во всем живом, и клетки, которым требуется много энергии, могут содержать сотни или тысячи митохондрий. Ген PARK6 кодирует белок PINK1, который поддерживает выживание клеток, обнаруживая поврежденные митохондрии и помечая их для удаления.

У здорового человека, когда митохондрии повреждены, PINK1 собирается на мембранах митохондрий и сигнализирует с помощью небольшого белка под названием убиквитин о том, что поврежденные митохондрии необходимо удалить.

Сигнал убиквитина PINK1 уникален для поврежденных митохондрий, и когда PINK1 мутирует у пациентов, в клетках накапливаются поврежденные митохондрии.

Хотя PINK1 связывают с болезнью Паркинсона и, в частности, с ее ранним началом, исследователи не могли его визуализировать и не понимали, как он прикрепляется к митохондриям и включается.

Профессор Дэвид Командер, руководящий отделом, изучающим передачу сигналов убиквитина, говорит, что годы работы его команды позволили раскрыть тайну того, как выглядит PINK1 у человека и как он собирается в митохондриях, чтобы включиться.

“Это важная веха в исследованиях болезни Паркинсона. Невероятно, что мы наконец-то увидели PINK1 и поняли, как он связывается с митохондриями”, – говорит профессор Командер.

“Наша структура открывает множество новых способов изменить PINK1, по сути, включив его, что изменит жизнь людей с болезнью Паркинсона”.

Надежда на будущие методы лечения

Ведущий автор исследования, старшая научная сотрудница доктор Сильвия Каллегари, говорит, что PINK1 работает в четыре этапа, причем первые два этапа ранее оставались незамеченными.

Сначала PINK1 распознает повреждения митохондрий. Затем он присоединяется к поврежденным митохондриям. После прикрепления он помечает убиквитин, который затем связывается с белком под названием паркин, чтобы поврежденные митохондрии могли быть переработаны.

“Мы впервые увидели, как человеческий PINK1 прикрепляется к поверхности поврежденных митохондрий, и обнаружили замечательный набор белков, которые действуют как место стыковки. Мы также впервые увидели, как мутации, присутствующие у людей с болезнью Паркинсона, влияют на человеческий PINK1”, – говорит доктор Каллегари.

Идея использования PINK1 в качестве мишени для потенциальной лекарственной терапии давно обсуждалась, но пока не была реализована, поскольку структура PINK1 и то, как он прикрепляется к поврежденным митохондриям, были неизвестны.

Исследовательская группа надеется использовать полученные знания для поиска лекарства, которое замедлит или остановит развитие болезни Паркинсона у людей с мутацией PINK1.

Связь между PINK1 и болезнью Паркинсона

Одним из признаков болезни Паркинсона является гибель клеток головного мозга. В организме человека каждую минуту умирает и заменяется около 50 миллионов клеток. Но, в отличие от других клеток организма, когда клетки мозга умирают, скорость их замены крайне мала.

Когда митохондрии повреждены, они перестают вырабатывать энергию и выделяют токсины в клетку. У здорового человека поврежденные клетки уничтожаются в результате процесса, называемого митофагией.

У человека с болезнью Паркинсона и мутацией PINK1 процесс митофагии перестает функционировать должным образом, и в клетке накапливаются токсины, которые в конечном итоге ее убивают. Клетки головного мозга нуждаются в большом количестве энергии и особенно чувствительны к таким повреждениям.

Подпишитесь на сайт Психолог в интернете
в Telegram или ВКонтакте.
Помощь психолога