Мы можем быть на шаг ближе к разработке лечения болезни Паркинсона благодаря новому австралийскому исследованию, в ходе которого было обнаружено, как белок под названием оптинейрин работает особым образом, очищая мозг от поврежденных митохондрий.
Митохондрии — это электростанции наши клетки. Они объединяют кислород с топливными молекулами — сахарами и жирами — из пищи, расщепляя их для получения энергии. Когда митохондрии дефектны, клеткам не хватает энергии, а неиспользованные молекулы кислорода и топлива накапливаются в клетках, вызывая повреждения. Разрушенные митохондрии связывают с различными заболеваниями, включая болезнь Паркинсона.
Когда они разрушаются, митохондрии обычно удаляются и перерабатываются системой удаления мусора в организме в процессе, называемом митофагией. Исследователи из Института Уолтера и Элизы Холл (WEHI) изучили молекулярные механизмы, лежащие в основе удаления поврежденных митохондрий, особенно при болезни Паркинсона, и сделали важное открытие.
То, как организм удаляет поврежденные митохондрии, представляет собой каскадный процесс. Белок PINK1 контролирует здоровье митохондрий. При обнаружении проблемы он активирует другой белок, паркин, чтобы пометить поврежденные митохондрии для удаления. Затем два белка обращаются за помощью к третьему белку, оптиневрину (OPTN), чтобы создать клеточный «мусорный мешок» вокруг неисправных митохондрий.
Все это исследователи уже знали. Однако в своем исследовании они обнаружили, что OPTN распознает и удаляет поврежденные митохондрии, связываясь с ферментом, называемым TBK1. Хотя исследователям было известно о присутствии OPTN и его роли в этом процессе, механизм его действия до сих пор был неизвестен.
«Хотя существует множество белков, которые связывают поврежденные клеточные материалы с механизмом удаления мусора, мы обнаружили, что оптинейрин делает это весьма нетрадиционным способом, не похожим ни на что другое, что мы видели в подобных белках», — сказал Майкл Лазару, соответствующий автор исследования. изучать. «Это открытие важно, потому что человеческий мозг полагается на оптинейрин для деградации своих митохондрий через систему удаления мусора, управляемую PINK1 и паркином».
При болезни Паркинсона мутации в PINK1 и паркине могут привести к накоплению поврежденные митохондрии в головном мозге, что приводит к тремору и скованности, которые являются отличительными чертами нейродегенеративного заболевания. Исследователи говорят, что обнаружение взаимодействия OPTN с TBK1 может привести к новым методам лечения.
«Другим белкам не нужен TBK1, чтобы помочь им запустить этот процесс деградации, что делает оптинейрин настоящим исключением, когда речь заходит о том, как наш организм удаляет митохондрии», — сказал Тхань Нгуен, ведущий автор исследования. «Это позволило нам рассмотреть особенности этого пути, вовлекающего TBK1, в качестве потенциальной мишени для лекарств, что является значительным шагом вперед в нашем поиске новых методов лечения болезни Паркинсона».
Исследователи говорят, что открытие открыто путь к разработке методов лечения, использующих механизм действия OPTN.
«Конечная цель — найти способ повысить уровень митофагии PINK1/Parkin в организме, особенно в мозге, чтобы можно было более эффективно удалять поврежденные митохондрии», — сказал Нгуен. «Мы также надеемся разработать молекулу, которая могла бы имитировать действие оптиневрина, чтобы поврежденные митохондрии можно было удалить даже без PINK1 или паркина. Учитывая, что оптинейрин имеет решающее значение для активации системы удаления мусора в нашем мозгу, это может предотвратить накопление поврежденных митохондрий в этой области, что является важным предшественником болезни Паркинсона».
Хотя клиническое применение результаты исследования пройдут через годы, запланированы дополнительные исследования, чтобы лучше понять, почему OPTN делает то, что он делает.
«Наш следующий шаг — работать с Центром болезни Паркинсона WEHI, чтобы подтвердить наши результаты в системах нейронных моделей, чтобы понять, почему оптиневрин ведет себя таким образом, что позволит лучше понять, как мы можем нацелить оптинейрин и TBK1, чтобы расширить возможности лечения людей с мутацией PINK1/Parkin в будущем», — сказал Нгуен.
Исследование было опубликовано в журнал Molecular Cell.
