Манипуляции с эпигенетикой вернули память мышам с болезнью Альцгеймера

ТАСС, 10 декабря. Молекулярные биологи вернули мышам с болезнью Альцгеймера часть потерянных воспоминаний, вернув в норму структуру эпигенетических меток на их нервных клетках. Результаты исследования опубликовал научный журнал Science Advances.

Болезнь Альцгеймера возникает из-за того, что внутри клеток мозга накапливается патогенный белок бета-амилоид. Он представляет собой обрывки белка APP, который играет важную роль в формировании связей между нейронами.

По неизвестным причинам в организме некоторых людей переработка старых молекул АРР нарушается. В результате «обрезки» этого белка накапливаются в клетках и тканях мозга, и из них формируются токсичные саморазмножающиеся клубки. Они постепенно убивают нейроны, что в конечном итоге может привести к слабоумию и гибели человека.

Лекарств, которые могли бы замедлить или остановить этот процесс, пока не существует. Нет и действенных способов лечения, которые позволили бы восстановить утерянные воспоминания и умственные способности. Профессор Университета Буффало Чжэнь Янь и ее коллеги сделали первый шаг к решению этой проблемы. Они изучали, как при болезни Альцгеймера меняется структура эпигенетических меток.

Так ученые называют химические модификации либо самой ДНК (но без изменения последовательности нуклеотидов), либо связанных с ней белков. Подобные модификации могут менять работу генов. За последние годы ученые открыли десятки клеточных механизмов, которые благодаря эпигенетическим меткам повышают или понижают активность генов.

Генетические корни болезни Альцгеймера

Ученые предполагают, что из-за аномалий в структуре эпигенетических меток часто возникают серьезные нарушения в работе генома и белков. Из-за этих нарушений могут начинаться рак и другие серьезные болезни. Янь и ее коллеги предположили, что нечто похожее может происходить и при болезни Альцгеймера.

«Мы обнаружили, что неправильная структура белковой «упаковки» гена Sgk1 повышает его активность при развитии болезни Альцгеймера. Что интересно, аналогичные процессы, приводящие к смерти нейронов, происходят и при развитии других нейродегенеративных заболеваний, таких как боковой амиотрофический склероз или болезнь Паркинсона», – отметила Янь.

Биологи вырастили несколько мышей, которые предрасположены к этому заболеванию. Дождавшись того, что умственные способности мышей начнут нарушаться, исследователи проследили, как отличается уровень активности генов и структура эпигенетических у больных и здоровых мышей одного возраста.

Оказалось, что на поздних стадиях болезни Альцгеймера эти различия действительно есть. Поэтому ученые решили проверить, что произойдет, если попытаться вернуть состояние эпигенетических меток в исходное состояние с помощью экспериментального препарата WDR5-0103.

Эта процедура привела к сразу нескольким положительным последствиям. С одной стороны, концентрация токсичного тау-белка в нейронах мозга мышей значительно уменьшилась, что замедлило их гибель. С другой умственные способности грызунов и их память восстановились.

Сравнив уровень активности генов до и после этой процедуры, Янь и ее коллеги пришли к выводу, что положительные сдвиги в работе мозга больных животных были связаны с тем, что инъекции WDR5-0103 резко снизили активность гена и одноименного фермента SGK1, который управляет реакцией клеток на стресс. Из-за его чрезмерно высокой активности, как обнаружили ученые, в мозгу накапливаются токсичные формы тау-белка и нервные клетки мозга гибнут.

Дальнайшие опыты показали, что вещества, которые блокируют работу SGK1, подействовали на умственные способности мышей и их память так же, как и WDR5-0103. Это говорит о том, что подобные лекарства могут в перспективе стать одним из самых действенных средств для борьбы с последствиями развития болезни Альцгеймера, подытожили ученые.