Ученые Университета Фудань в Китае показали, что потеря активности ключевого ионного канала в нейронах головного мозга может способствовать накоплению токсичного амилоидного белка, что характерно при болезни Альцгеймера. Усиливая работу канала, биологи добились уменьшения количества амилоидов в мозге мышей. Результаты исследования опубликованы в журнале Science Signaling.
Известно, что при болезни Альцгеймера происходит накопление белка бета-милоида, который формирует бляшки между нейронами, нарушая их функции. Увеличение уровня бета-амилоидов связано с неправильной работой ионного канала TRPM7 — специфической поры в мембране нейронов, которая позволяет двухвалентным катионам Zn, Mg и Ca проходить внутрь клетки. Этот же канал проявляет киназную ферментную активность, катализируя перенос фосфатных групп из молекул АТФ и обеспечивая энергетическое поддержание своего функционирования.
Исследователи обнаружили, что в образцах мозга пациентов с болезнью Альцгеймера, а также в мышиных моделях с нейронной патологией, связанной с бета-амилоидом, наблюдается существенно низкое количество TRPM7. Серия экспериментов продемонстрировала, что уменьшение количества ионных каналов в клеточных мембранах приводит к накоплению токсичного белка.
Усиление экспрессии гена TRPM7 у мышей приводило к повышению количества полноразмерных молекул, оставляющих ионных каналы, и восстановлению образования синапсов и когнитивных функций у грызунов. Другим животным вводили лишь киназную часть канала — M7CK. Оказалось, что именно этот компонент ответственен за стимуляцию деградации бета-амилоида. Сверхэкспрессия M7CK поддерживала когнитивные функции у молодых мышей и восстанавливала образование синапсов и когнитивные функции у старых мышей. Дальнейшие исследования показали, что M7CK напрямую активирует фермент MMP14, который способствует деградации и выведению амилоида-β.
Однако ученым до сих пор не известны точные причины болезни Альцгеймера, поскольку хотя амилоидные бляшки токсичны для мозга, они могут быть следствием других патологических процессов, которые еще предстоит обнаружить. Например, известно, что другой белок — тау — образует нейрофибриллярные клубки, которые также негативно влияют на мозг. Эффективного метода борьбы с болезнью Альцгеймера до сих пор не существует, и ожидается, что к 2050 году, если не будет найдено лекарства, это заболевание вызовет коллапс глобальной системы здравоохранения из-за старения населения Земли.