Новые данные о причинах развития болезни Паркинсона

Ученым из Института Клеточной Инженерии Джона Хопкинса (Johns Hopkins Institute for Cell Engineering, США) удалось выявить и блокировать биологический процесс, который, как предполагается, вызывает болезнь Паркинсона. Результаты, полученные в ходе экспериментов на культуре человеческих нейронов и плодовых мушках, могут помочь создать новые методы лечения этого заболевания. Эти данные были опубликованы в журнале Cell.

Болезнь Паркинсона – прогрессирующее неврологическое дегенеративное заболевание старшей возрастной группы, характеризующееся гибелью нейронов, продуцирующих дофамин. Симптомы болезни выражаются в замедленности движений, ригидности мышц и треморе конечностей.

«Такие лекарственные препараты, как Леводопа (Леводопа), могут на непродолжительное время уменьшить симптомы болезни Паркинсона, но по мере прогрессирования заболевания тремор конечностей может стать причиной неподвижности больного, а в некоторых случаях у него может возникнуть деменция. Несмотря на назначение больному адекватного лечения, заболевание может продолжить прогрессировать», – говорит доктор Тэд Доусон (Ted Dawson), профессор неврологии, директор Института Клеточной Инженерии Джона Хопкинса.

Около десятилетия назад исследователи впервые доказали роль генетического фактора в развитии болезни Паркинсона, когда были идентифицированы ключевые мутации фермента LRRK2 (leucine-rich repeat kinase 2). Результаты последующих экспериментов показали, что блокирование активности мутантной формы фермента LRRK2 останавливает процесс дегенерации дофамин-продуцирующих клеток головного мозга, а усиление активности фермента, наоборот, ускоряет этот процесс. Однако до проведения недавнего исследования не было установлено, на какие именно белки действует фермент LRRK2.

«В течение приблизительно десятилетия учение пытались установить, каким образом мутации фермента LRRK2 приводят к развитию болезни Паркинсона», – говорит Маргарет Сазерлэнд (Margaret Sutherland), руководитель программы из Национального Института по Изучению Неврологических Нарушений и Инсульта (National Institute of Neurological Disorders and Stroke, США).

Когда исследовательская команда идентифицировала белки, ассоциированные с ферментом LRRK2, оказалось, что многие из них участвуют в работе клеточных органелл, например, рибосом, синтезирующих белки в клетке. По словам Доусона, ученые не предполагали, что фермент LRRK2 может участвовать в таких фундаментальных процессах, как синтез белков в клетке.

Чтобы подтвердить полученные данные, научная группа попыталась установить, к каким белкам фермент LRRK2 может присоединять фосфатную группу. В результате ученые выявили три рибосомальных белка-кандидата – s11, s15 и s27. После этого исследователи модифицировали каждый из этих рибосомальных белков с целью установить, к каким последствиям приведет нарушение их функции. Оказалось, что мутация белка s15, приводящая к ингибированию процесса фосфорилирования ферментом LRRK2, защитила нервные клетки, полученные от крыс, человека и плодовых мушек, от гибели. По словам Доусона, белок s15 оказался наиболее предпочтительной мишенью фермента LRRK2.

В настоящее время исследовательская команда под руководством Доусона пытается установить, каким образом избыточный синтез белка приводит к дегенерации дофаминовых нейронов. Ученые также хотят исследовать, к каким последствиям приведет блокирование процесса фосфорилирования белка s15 ферментом LRRK2 у живых мышей. Это позволит расширить первоначальные данные, полученные на плодовых мушках и культуре нервных клеток.

По словам Иана Мартина (Ian Martin), специалиста в области нейробиологии из лаборатории Доусона, принимавшего участие в этом исследовании, модель заболевания на животном и создание метода лечения больного человека разделяет глубокая пропасть. Но он все же надеется, что полученные данные помогут создать эффективный метод лечения пациентов с болезнью Паркинсона.

По материалам Johns Hopkins Medicine

Оригинальная статья:
Ian Martin, Jungwoo Wren Kim, Byoung Dae Lee, Ho Chul Kang, Jin-Chong Xu, Hao Jia, Jeannette Stankowski, Min-Sik Kim, Jun Zhong, Manoj Kumar, Shaida A. Andrabi, Yulan Xiong, Dennis W. Dickson, Zbigniew K. Wszolek, Akhilesh Pandey, Ted M. Dawson, Valina L. Dawson. Ribosomal Protein s15 Phosphorylation Mediates LRRK2 Neurodegeneration in Parkinson’s Disease. Cell, 2014; 157 (2): 472 DOI: 10.1016/j.cell.2014.01.064