Сотрудники Лондонского Королевского колледжа выяснили, как молекулярный «остов», который позволяет взаимодействовать ключевым элементам клетки, меняется при деменции и болезни моторных нейронов. Полученные ими результаты могут лечь в основу создания новых средств для борьбы с указанными выше патологиями.

Авторы проведённого исследования изучали определённые клеточные структуры: митохондрии —фабрики по производству энергии и ЭПР (эндоплазматический ретикулум) — место, где идёт синтез белка и на сигнальные нужды клеток запасается кальций.

Эндоплазматический ретикулум и митохондрии формируют тесные связи. Их взаимодействие позволяет клетке выполнять ряд важных функций. Однако механизм, с помощью которого формируется связь митохондрий с ЭПР, до сих пор полностью не изучен.

«На молекулярном уровне при деменции и болезни моторных нейронов многие процессы идут неправильно. Одна из проблем, с которой нам довелось столкнуться, следующая: существует ли общий метаболический путь, соединяющий данные различные процессы. Проведённое нами исследование подтверждает, что ослабление молекулярного «остова» между митохондриями и эндоплазматическим ретикулумом в клетке может являться ключевым процессом в развитии таких нейродегенеративных патологий, как деменция и болезнь моторных нейронов» — говорит Крис Миллер (Chris Miller, профессор института психиатрии при Кингс-колледже).

Путём изучения культур клеток в чашках учёные обнаружили, что

белок ЭПР под названием VAPB связывается с митохондриальным протеином PTPIP51. В результате происходит образование «остова», позволяющего ЭПР и митохондриям формировать тесные взаимодействия. Установлено, что путём увеличения уровня содержания VAPB и PTPIP51 митохондрии и эндоплазматический ретикулум самореаорганизуются, чтобы сформировать более тесные связи.

Множество клеточных функций, которые контролируются взаимодействием между ЭПР и митохондриями, нарушаются при развитии нейродегенеративных заболеваний. Поэтому учёные исследовали то, как меняется степень прочности названного выше молекулярного «остова». Белок TPD-43 тесно связан с боковым амиотрофическим склерозом (БАС, форма болезни моторных нейронов) и фронто-темпоральной деменцией (ФТД, вторая среди наиболее часто встречаемых форм деменции). Однако точно неизвестно, каким образом данный белок вызывает нейродегенеративные процессы.

Авторы проведённого исследования изучили то, как TPD-43 воздействовал на клетки организма мыши (в чашке). Они обнаружили, что

повышенный уровень содержания TPD-43 приводил к ослаблению «остова», что вызывало ослабление связей ЭПР-митохондрии, оказывая влияние на некоторые важные клеточные функции, которые связаны с БАС и ФТД.

«Проведённое нами исследование является важным с точки зрения углубления понимания фундаментальной биологии» — заключает профессор Миллер. По его мнению, проведённая работа может помочь идентифицировать новую мишень для создания лекарственных средств, направленных на борьбу с названными выше заболеваниями.

Более подробное описание результатов проведённого исследования можно найти на страницах журнала Nature Communications.