Белок мидкинин разрушает токсичные скопления при болезни Альцгеймера

Белок мидкинин может быть естественной защитой от болезни Альцгеймера, что даёт надежду на новые методы терапии. Фото: Shutterstock

Учёные из Детской исследовательской больницы Сент-Джуд впервые продемонстрировали, что белок мидкинин играет профилактическую роль против болезни Альцгеймера. Известно, что мидкинин накапливается у пациентов с болезнью Альцгеймера. Теперь исследователи связали его с бета-амилоидом — белком, который накапливается в мозге, образуя скопления, являющиеся отличительным признаком этого заболевания.

В работе, опубликованной 21 августа в журнале Nature Structural & Molecular Biology, исследователи показали, что мидкинин предотвращает слипание бета-амилоида. Как следствие, модели болезни Альцгеймера, лишённые мидкинина, демонстрируют большее накопление бета-амилоида. Эти результаты закладывают основу для лучшего понимания защитного механизма мидкинина и последующих путей разработки лекарств.

«Мы знаем, что корреляция не означает причинно-следственную связь, поэтому мы хотели убедительно продемонстрировать, что между двумя белками происходят реальные взаимодействия», — пояснил Пэн.

Мидкинин — это небольшой многофункциональный белок-фактор роста, который в изобилии присутствует во время эмбрионального развития, но также участвует в нормальном росте клеток. Его роль в росте клеток означает, что мидкинин часто сверхэкспрессируется при раке, что делает его ценным биомаркером. Однако, помимо некоторых предварительных исследований, показывающих его увеличение при болезни Альцгеймера, связь мидкинина с этим нейродегенеративным заболеванием была плохо изучена.

Исследователи использовали флуоресцентные анализы, круговой дихроизм, электронную микроскопию и ядерный магнитный резонанс с моделями заболеваний, которые воспроизводят накопление бета-амилоида, чтобы тщательно изучить роль мидкинина при болезни Альцгеймера. Они обнаружили, что мидкинин и бета-амилоид имеют сходную структуру на уровне белка.

Учёные использовали флуоресцентный сенсор для сборок бета-амилоида, называемый тиофлавином Т, чтобы показать, что сборки разрушаются в присутствии мидкинина. Моделирование этих данных показало, что мидкинин ингибирует удлинение бета-амилоида и вторичное нуклеирование — две специфические фазы во время образования сборок. Ядерный магнитный резонанс подтвердил это открытие.

«Как только сборки бета-амилоида растут, сигнал становится слабее и шире, пока не исчезает, потому что методика может анализировать только небольшие молекулы, — сказал Пэн. — Но когда мы добавляем мидкинин, сигнал возвращается, показывая, что он ингибирует крупные сборки».

Кроме того, исследователи использовали модели мышей с болезнью Альцгеймера, у которых повышено содержание бета-амилоида, и продемонстрировали, что удаление гена мидкинина привело к ещё более высоким уровням сборок бета-амилоида. Эти результаты указывают на защитную роль белка против болезни Альцгеймера.

Исследователи открыли потенциальный путь для разработки лекарств, выявив очевидную защитную роль мидкинина. «Мы хотим продолжать понимать, как этот белок связывается с бета-амилоидом, чтобы мы могли разработать малые молекулы, которые будут делать то же самое, — сказал Пэн. — С этой работой мы надеемся предоставить стратегии для будущего лечения».