Ученые нашли ключевой фермент, управляющий белками Альцгеймера и старением мозга

Группа ученых из Университета Нью-Мексико и Университета Теннесси совершила прорыв в понимании механизмов старения мозга и развития болезни Альцгеймера. Как сообщает ScienceAlert, специалисты обнаружили, что фермент OTULIN, ранее известный как регулятор воспалительных процессов, играет куда более значимую роль в работе нейронов, чем предполагалось ранее.

В ходе серии экспериментов на культурах человеческих тканей исследователи заблокировали активность OTULIN. Результаты оказались неожиданными: уровень белка тау, который считается одним из главных виновников нейродегенеративных заболеваний, резко снизился. Более того, при полном удалении гена, отвечающего за выработку OTULIN, синтез тау прекращался полностью - этот белок просто исчезал из клеток.

Особенно поразило ученых то, что исчезновение тау никак не сказывалось на жизнеспособности нейронов. Клетки продолжали функционировать, не проявляя признаков стресса или повреждений. Это открытие ставит под сомнение прежние представления о необходимости тау для нормальной работы мозга.

Для сравнения были использованы нейроны, полученные из стволовых клеток здоровых доноров, и клетки, взятые у пациентов с болезнью Альцгеймера. В пораженных клетках уровень как OTULIN, так и тау был значительно выше, чем в здоровых. Это подтверждает связь между активностью фермента и патологическим накоплением белка.

Молекулярный генетик Картикейян Тангавелу, участвовавший в исследовании, отмечает: «Патологический тау - ключевой фактор старения мозга и развития нейродегенеративных заболеваний. Если остановить его синтез, воздействуя на OTULIN, можно вернуть мозгу здоровье и замедлить старение».

Однако ученые подчеркивают: полностью блокировать или удалять OTULIN в организме пока невозможно. Этот фермент, как и тау, выполняет множество важных функций, и любое вмешательство должно быть крайне осторожным. Неизвестно, как подобные изменения скажутся на других типах клеток мозга и организма в целом.

Тем не менее, открытие новых функций OTULIN в регуляции РНК и экспрессии генов открывает широкие перспективы для будущих исследований. Ученые впервые показали, что этот фермент влияет не только на воспаление, но и на работу десятков других генов, связанных с клеточным стрессом и износом мозга.

В рамках экспериментов специалисты применили метод секвенирования РНК, чтобы оценить, как удаление OTULIN отражается на активности генов. Оказалось, что вместе с прекращением выработки тау меняется и работа множества других генов, в основном отвечающих за воспалительные процессы. Это может объяснять, почему при нарушении работы OTULIN мозг становится уязвимым к старению и нейродегенерации.

Исследователи отмечают, что любые попытки вмешательства в работу OTULIN должны быть тщательно продуманы. Фермент участвует в очистке клеток от белковых «мусорных» скоплений, и его сбои приводят к накоплению вредных веществ, что усугубляет течение болезни Альцгеймера.

Несмотря на то, что до практического применения открытия еще далеко, ученые уверены: найден новый перспективный путь для разработки лекарств против старения мозга и нейродегенеративных заболеваний. Теперь задача - научиться управлять активностью OTULIN так, чтобы минимизировать побочные эффекты и не навредить другим системам организма.

По мнению авторов работы, это открытие может стать отправной точкой для создания принципиально новых методов терапии, способных не только замедлять, но и, возможно, обращать вспять процессы старения мозга. В ближайшие годы планируется проведение дополнительных исследований на животных моделях и, возможно, первых клинических испытаний.

В целом, результаты работы подчеркивают: борьба с болезнью Альцгеймера и возрастными изменениями мозга выходит на новый уровень. Ученые получили в руки инструмент, который может изменить представления о причинах и механизмах старения нервной системы. Вопрос лишь в том, как быстро удастся превратить фундаментальные знания в реальные лекарства. До этого «Ученые раскрыли две уникальные генетические черты суперстарцев, защищающих от деменции».