Болезнь Альцгеймера и другие нейродегенеративные заболевания начинаются с патогенного молекулярного процесса, который запускают ионы цинка. К такому выводу пришли исследователи из Института молекулярной биологии им. Энгельгардта и факультета фундаментальной медицины Московского государственного университета.
Нейродегенеративные заболевания возникают из-за мутации некоторых нейронных белков, которые, вопреки здоровому процессу в организме, не отбраковываются, а принимают альтернативную конформацию, то есть, атомы в молекуле белка располагаются таким образом, что они становятся токсичными. Механизмы для определения здоровой или нездоровой конформации в этом случае не срабатывают. При болезни Альцгеймера такими токсичными белками становятся бета-амилоидные пептиды: в нормальном виде они играют роль нейропротектора, а при мутации начинают слипаться друг с другом, образуя массивные белковые отложения. Именно такие крупные скопления пептидов, или амилоидные бляшки, отравляют нервные клетки, которые перестают проводить сигнал. До сих пор понять, с чего начинается процесс мутации и слипания ученые не могли. Исследователи из Института молекулярной биологии им. Энгельгардта и факультета фундаментальной медицины Московского государственного университета попытались найти ответ на этот вопрос. По их мнению, причиной слипания двух белковых молекул являются ионы переходных металлов, в частности, цинка. Ученые провели эксперименты с бета-амилоидными пептидами – нормальными, мутировавшими и изомерами пептидов (в одной из аминоксилот атомы располагались иначе). Про изомер известно, что он появляется спонтанно, и его накопление увеличивается с возрастом. В исследовании на мышах ученые выяснили, что изомер-пептиды вызывают стремительное формирование амилоидных бляшек в мозге, а при наличии цинка эти пептиды слипались друг с другом мгновенно. Эксперименты со всеми тремя видами пептидов показали, что нарастание бляшек идет во всех случаях, хоть и имеет свои особенности. Однако, анализ молекулярных комплексов с помощью магнитного резонанса и других методов показал, что начальные стадии заболевания были абсолютно одинаковыми – все начиналось с того, что ион цинка скреплял два пептида. В дальнейшем скорость нарастания бляшек зависит только от того, какой вид белка участвует в процессе, насколько он подвержен слипанию. Но спусковым крючком для начала процесса формирования бляшек стал цинк. Ученые отмечают, что новые данные, полученные в ходе экспериментов, уже были подтверждены экспериментами в других лабораториях. А значит, на пути к созданию лекарства от болезни Альцгеймера необходимо разработать механизм, который бы предотвращал слипание пептидов с цинком.