Риск заболеть болезнью Альцгеймера сильно зависит от генетических факторов. Чаще всего мутации его повышают, но некоторые, напротив, заметно снижают. Новое исследование посвящено механизмам защитного действия так называемой мутации Крайстчерч — ученые надеются, что она поможет создать новый метод терапии нейродегенерации
По мере роста продолжительности жизни все больше людей доживают до возраста, в котором начинается нейродегенерация. Это процесс массовой гибели нервных клеток, из-за которого страдают функции мозга. Самый распространенный пример — болезнь Альцгеймера, сильно нарушающая память и когнитивные функции. Действенных лекарств по-прежнему нет, так что заболевание быстро приводит к инвалидности и гибели.
Риск развития болезни Альцгеймера во многом определяется наследственностью и мутациями в геноме человека. Известен ряд генов, определенные изменения в которых четко коррелируют с нейродегенерацией. Самый яркий пример — ген аполипопротеина E (apoE), мутации в котором встречаются у заболевших особенно часто.
К счастью, есть и обратные примеры — скажем, мутация Крайстчерч. Она также затрагивает ген apoE, но связана с защитой от нейродегенеративного процесса — даже при наличии других, патогенных генетических факторов. Мутация названа в честь города Крайстчерч (Christchurch) в Новой Зеландии, где была впервые описана в 1980-е годы.
Недавно схожую мутацию — APOE3-R136S, то есть замену в белке аргинина на серин в положении 136 — описали у женщины из Колумбии. Многие ее родственники рано заболели и умерли от болезни Альцгеймера, которая развилась из-за другой мутации — в гене пресенилина. Однако колумбийская пациентка прожила 77 лет и скончалась по совсем другой причине.
Авторы новой статьи для Nature Neuroscience решили выяснить, как работает мутация Крайстчерч. Они использовали трансгенные мышиные модели и культуру человеческих нейронов, в которых воссоздали ту же замену в аполипопротеине E. Это позволило выявить эффект мутации на процесс нейродегенерации.
Известно, что патогенез болезни Альцгеймера сопровождается образованием в мозге отложений двух типов. Первые состоят из бета-амилоида, вторые — из тау-белка. На фоне мутации Крайстчерч первого по-прежнему очень много, зато патология белка тау почти полностью отсутствует.
Это согласуется с новыми представлениям о том, что именно изменения тау-белка вызывают гибель нейронов и тяжелую симптоматику. Авторы доказали, что защитная мутация также заметно снижает воспалительные процессы и атрофию тканей гиппокампа. Это область мозга, которая необходима для сохранения памяти и особенно сильно страдает при болезни Альцгеймера.
Ученые также выяснили, что эффект защитной мутации вызван нарушением связывания аполипопротеина E с гепарансульфат-протеогликанами. Это особые молекулы на поверхности клеток, которые среди прочего помогают нейронам захватывать тау-белок извне.
