Углубившись в ранее упущенный угол исследования БАС, профессор Питер Сент-Джордж-Хислоп и его команда открыли новый способ, которым болезнь убивает нервные клетки.«Это ужасные заболевания — чем больше мы узнаем о том, как они действуют, тем быстрее мы найдем лечение или даже лекарство», — говорит Сент-Джордж-Хислоп, директор Центра исследований нейродегенеративных заболеваний Университета Тэнца.Многие случаи БАС вызваны токсическим накоплением определенных белков, которые вызывают гибель нейронов головного и спинного мозга. Результатом является паралич и удушье, а это означает, что немногие люди живут с диагнозом БАС более пяти лет.
За последнее десятилетие мутации, вызывающие БАС, были обнаружены во все большем числе генов, кодирующих РНК-связывающие белки. Белок, который они вырабатывают, обычно накапливается внутри пораженного головного и спинного мозга у пациентов с БАС. До сих пор ученые не думали, что это накопление важно для процесса болезни, потому что оно выглядело иначе, чем типы накопления белка, такие как тау, амилоид и альфа-синуклеин, которые явно токсичны и всегда обнаруживаются у пациентов с Болезнь Альцгеймера, Паркинсона и некоторые формы деменции.
Несколько лет назад Сент-Джордж-Хислоп решил поближе взглянуть на эти, казалось бы, безобидные скопления белка. Работая с исследователем Tanz Тетсуро Мураками и коллегами из Кембриджского и Колумбийского университетов, они изначально сосредоточились на белке FUS и обнаружили, что эти аномальные скопления могут быть очень важным фактором, вызывающим повреждение нервных клеток и БАС.Белок FUS обычно играет ключевую роль в здоровом функционировании нейронов, которые передают нервные сигналы в головной и спинной мозг.
Однако FUS и другие белки его класса связывания РНК, по-видимому, работают иначе, чем многие другие клеточные белки. Команда Сент-Джордж-Хислоп показала, что белок FUS обладает очень необычной способностью превращаться из жидкости в гель, напоминающий Jell-O. Гелевая форма FUS позволяет ему собирать другие клеточные компоненты, необходимые для создания новых белков, и доставлять их в компактной концентрированной форме к внешним краям нейронов.
Достигнув своего места назначения, гель растворяется в жидкости, высвобождая клеточные компоненты и обеспечивая синтез белка. Его способность многократно переключаться между жидкостью и гелем позволяет FUS быстро и незаметно контролировать синтез белка в определенных частях клетки.
Эта способность является ключом к поддержанию в здоровом состоянии крупных клеток, таких как нейроны спинного мозга, длина которых может превышать метр.Исследовательская группа обнаружила, что мутации в FUS изменили свойство белка FUS, так что он имеет тенденцию образовывать очень плотные гели, которые нелегко переплавлять и соответствующим образом высвобождать свой груз. В результате он не может предоставить нейронам инструменты, необходимые для того, чтобы оставаться здоровыми и выполнять свою работу.«Это убивает нерв, подавляя его и не давая ему производить новый белок в тех частях клетки, которые отчаянно в нем нуждаются», — говорит Сент-Джордж-Хислоп, который также является профессором Кембриджа. «Мутации заставляют процесс гелеобразования идти дальше, чем следовало бы».
Следующим шагом для исследователей является поиск способов предотвращения затвердевания геля или обращения вспять процесса затвердевания, предлагая ключ к будущему лекарству для лечения БАС и лобно-височной деменции — еще одного заболевания, при котором этот белок активен.Это открытие имеет значение для других, более распространенных форм БАС, в которых накапливаются другие сверхгелевые белки, связывающие РНК.