Ученые смогли отключить ген, отвечающий за старение мозга и болезнь Альцгеймера

Нейробиологи из Университета Нью-Мексико (США) сделали неожиданное открытие. Они обнаружили, что отулин (otulin) — хорошо известный ученым фермент, помогающий регулировать иммунную систему, — помимо этого, способствует выработке в нейронах тау-белка, токсичные скопления которого в мозге наблюдаются при многих нейродегенеративных заболеваниях и старении.

Причем, что особенно важно, при деактивации отулина тау-белок, без которого, как считалось до сих пор, нейроны не могут существовать, исчезает, но клетки мозга при этом остаются вполне здоровыми.

Как тау-белок связан с гибелью нейронов мозга

Ученые, статья которых опубликована в журнале Genomic Psychiatry, считают, что отулин является ключевым регулятором воспаления и возрастного снижения функций мозга. Это открытие указывает на многообещающий новый путь борьбы с нейродегенеративными заболеваниями, в первую очередь с болезнью Альцгеймера, а также со старением мозга.

«Патологический тау-белок играет главную роль как в старении мозга, так и в нейродегенеративных заболеваниях, — пояснил ведущий автор исследования Картикеян Тангавелу. — Если остановить синтез тау-белка, воздействуя на отулин в нейронах, можно восстановить здоровье мозга и предотвратить его старение».

В нормальных условиях тау-белок помогает стабилизировать микротрубочки, которые придают нейронам их структуру. Проблемы возникают, когда тау-белок, по неясным пока причинам, подвергается фосфорилированию — химической модификации, которая приводит к образованию внутри нейронов запутанных скоплений (нейрофибриллярных клубков). Этот процесс, характерный для болезни Альцгеймера и более чем двадцати других нейродегенеративных заболеваний, известных как таупатии, приводит в итоге к гибели нейронов.

Как установили связь отулина с тау-белком

Тангавелу и его коллеги обнаружили неожиданную способность отулина контролировать производство тау-белка совершенно случайно, изучая его роль в удалении клеточных отходов. Дело в том, что ген, кодирующий отулин, содержит инструкции и для создания белка, регулирующего воспаление, и для аутофагии — механизма, очищающего клетки от белковых агрегатов и другого мусора.

Ученые проводили лабораторные эксперименты на двух разных типах нервных клеток, часть из которых была получена от пациента, умершего от болезни Альцгеймера. Когда они деактивировали отулин, либо путем введения специально разработанной малой молекулы, либо путем отключения кодирующего его гена, это приводило к остановке выработки тау-белка и удалению его из нейронов.

При этом нейроны оставались невредимыми.

Тангавелу и его коллеги уже разработали и планируют протестировать на пациентах вакцину, которая предотвращает накопление токсичного тау-белка в нейронах.

Исследователи также обнаружили, что отключение гена отулина приводит не только к удалению тау-белка, но и меняет активность в мозге многих десятков других генов, в основном связанных с воспалением. Именно поэтому отулин может являться главным регулятором старения мозга — этот фермент, по мнению исследователей, отвечает за баланс между синтезом и распадом белков в мозге. Когда этот баланс нарушается, мозг стареет.

«Мы сейчас разрабатываем проект по изучению роли отулина в старении мозга. Это прекрасная возможность для новых направлений дальнейших исследований, цель которых — обращение вспять старения мозга и поддержание его здоровья», — поделился планами Тангавелу.

Недавно стало известно, что умерший от деменции 24-летний британец пожертвовал свой мозг науке.