Ученые идентифицировали конформацию белка, способствующую развитию болезни Хантингтона

Ученые из Институтов Глэдстона (Gladstone Institutes) (Сан-Франциско, США) выяснили, что конформация белка, ассоциированного с развитием болезни Хантингтона, влияет на тяжесть и скорость развития симптомов этого заболевания. Полученные данные предоставляют новые возможности для разработки терапии пациентов не только с болезнью Хантингтона, но и с множеством других подобных синдромов. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Chemical Biology.

Болезнь Хантингтона – генетическое заболевание нервной системы, от которого страдает около 250 тыс. человек по всему миру. Заболевание вызывается умножением кодона CAG в гене, кодирующем белок хантингтин (htt). В гене дикого типа у разных людей присутствует разное количество CAG повторов, однако, когда число повторов превышает 36, участок хантингтина, называемый полиглутамином, значительно увеличивается в размере, что нарушает естественную укладку белка и его функционирование. В конечном итоге, такой белок становится токсичным для организма.

Исследовательская группа под руководством профессора Стивена Финкбейнера (Steven Finkbeiner) установила, какая именно конформация белка htt позволяет прогнозировать гибель нейронов, имеющую место при болезни Хантингтона. Разработанную учеными методику можно будет также использовать для прогнозирования развития других заболеваний, связанных с неправильной укладкой белков, таких как болезнь Альцгеймера, болезнь Паркинсона и сахарный диабет 1 типа.

«Эффективные методы лечения таких заболеваний, как болезни Альцгеймера и Хантингтона, разрабатываются очень медленно, - говорит Финкбейнер, - Мы надеемся, что полученные нами данные о том, какая именно неправильная укладка белка способствует развитию симптомов заболевания, ускорит разработки лекарственных средств для лечения пациентов с этими заболеваниями».

В предыдущем исследовании научная группа Финкбейнера выяснила, что неправильная укладка белков в нейронах головного мозга приводит к нарушению функционирования и последующей гибели нейронов. В данном исследовании ученые задались целью выяснить, какие именно типы неправильно сложенного белка htt являются наиболее токсичными для нервных клеток. В экспериментах на лабораторных мышах ученые провели скрининг множества антител, каждое из которых было специфически связано только с одним типом неправильно сложенного белка htt. Антитела выступали в роли молекулярных устройств слежения, за которыми ученые наблюдали с помощью автоматизированных микроскопов и специального программного обеспечения, разработанных непосредственно в лаборатории Финкбейнера. Результаты экспериментов показали, что одно из антител – 3B5H10 – связывалось с типом белка htt, ассоциированным с гибелью нейронов и, следовательно, прогрессией болезни Хантингтона.

«Теперь, когда мы выяснили, какая конформация htt способствует гибели нервных клеток, будет гораздо проще разработать препараты, ингибирующие токсичную форму этого белка», - уверяет Финкбейнер.

По материалам Gladstone Institutes

Оригинальная статья:
Jason Miller, Montserrat Arrasate, Elizabeth Brooks, Clare Peters Libeu, Justin Legleiter, Danny Hatters, Jessica Curtis, Kenneth Cheung, Preethi Krishnan, Siddhartha Mitra, Kartika Widjaja, Benjamin A Shaby, Gregor P Lotz, Yvonne Newhouse, Emily J Mitchell, Alex Osmand, Michelle Gray, Vanitha Thulasiramin, Frédéric Saudou, Mark Segal, X William Yang, Eliezer Masliah, Leslie M Thompson, Paul J Muchowski, Karl H Weisgraber, Steven Finkbeiner. Identifying polyglutamine protein species in situ that best predict neurodegeneration. Nature Chemical Biology, 2011; DOI: 10.1038/nchembio.694