Протимікробні властивості альцгеймеричного бета-амілоїдного пептида перевірили на тваринах.
Відомо, що хвороба Альцгеймера та інші подібні нейродегенеративні захворювання починаються через те, що в нейронах мозку накопичуються білкові відкладення, через які нервові клітини починають погано працювати і врешті-решт гинуть.
Таких небезпечних білків існує цілий ряд, і в разі синдрому Альцгеймера зазвичай говорять про бета-амілоїд (який зазвичай через невеликий розмір - всього близько 40 амінокислот - називають пептидом). Він утворюється при розщепленні більш великої молекули, так званого попередника бета-амілоїда. Природно
, відразу виникає питання, навіщо клітині потрібні обидва ці білки - адже було б вкрай дивно, якби їх єдиним призначенням було шкодити нейронам. Для попередника бета-амілоїда, що сидить в клітинній мембрані і здатного взаємодіяти з якимись іншими молекулами, корисні функції знайшли, але ось сам бета-амілоїд, з якого якраз і виходять білкові звалища, довгий час вважали просто метаболічним сміттям. У здоровому мозку його мало, так що логічно було б припустити, що хвороба починається з поломки сміттєзбиральної машини - бета-амілоїд накопичується і починає псувати клітці життя.
Однак поступово стали з'являтися дані про те, що і бета-амілоїд може бути корисний. Так, кілька років тому Рудольф Тенці (Rudolph Tanzi) і його колеги з Гарвардського університету та Центральної лікарні штату Массачусетс виявили, що бета-амілоїдні пептиди, як синтетичні, так і натуральні, придушують зростання ряду бактерій і потенційно небезпечних дріжджів Candida albicans, здатних при ослабленому імунітеті викликати кандидоз. Ефект від бета-амілоїда був такий же, як від антимікробного пептида LL-37, що міститься в імунних клітинах лейкоцитах і макрофагах.
У новій статті, опублікованій в Science Translational Medicine, ті ж дослідники пишуть про те, як альцгеймеричний білок працює в живих організмах. Його антимікробні здібності відчували, по-перше, на мишах, по-друге, на хробаках нематодах, і, по-третє, на культурі клітин. Мишей модифікували так, щоб у них в мозку синтезувалося багато людського бета-амілоїда, але щоб при тому не утворювалося патологічних відкладень - знаменитих амілоїдних бляшок. Потім у мозок тваринам запускали бактерію Salmonella typhimurium.
Виявилося, що у мишей з підвищеним рівнем бета-амілоїда шанс вижити після зараження підвищувався. Працював пептид так: через ніч після появи початку інфекції у тварин з'являлися горезвісні амілоїдні бляшки, які укладали в собі бактеріальні клітини. Самі по собі такі відкладення, як ми тільки що сказали, у мишей не утворювалися, і взагалі, як вважається, у випадку синдрому Альцгеймера вони формуються роками, і лише потім хвороба стає явною і помітно прискорюється. У разі ж мікробного вторгнення бляшки, як бачимо, з'являються швидко, знешкоджуючи патогенні клітини.
Хробаків нематод заражали не бактерією, а дріжджами, і тут була та ж картина: хробаки, які після біотехнологічних маніпуляцій набули здатності синтезувати людський бета-амілоїд, жили з дріжджовою інфекцією на 3-4 дні довше, що для короткоживучих нематод насправді досить багато. Нарешті, експерименти з клітинними культурами, які самі синтезували бета-амілоїд, показали, що альцгеймеричний пептид не дає грибку прикріпитися до клітин, формуючи білкові нитки і утримуючи в них дріжджі. Такі ж нитки з'являлися і в шлунку хробаків, захищаючи їх від інфекції.
Насправді, схожим чином працюють і деякі звичайні антимікробні пептиди, використовувані імунною системою - вони як би укладають патоген в пептидну «в'язницю», щоб потім вбити. Враховуючи, що бета-амілоїд якраз і відомий своєю здатністю формувати довгі тяжкі (які потім у разі хвороби складаються у великі відкладення), від нього цілком можна було очікувати такої ж реакції на бактерій або на яку іншу інфекцію.
У паралель новим результатам можна згадати про те, що у прионних білків останнім часом теж стали знаходити корисні функції. Приони і білки синдрому Альцгеймера, синдрому Паркінсона тощо багато в чому схожі один на одного - приони так само гублять нервову систему, заповнюючи нейрони величезними масами злипшихся білкових молекул. Однак виявилося, що саме ця їх здатність злипатися допомагає дріжджам виживати в екстремальних умовах, а у дрозофіл прионні комплекси підтримують довготривалу пам'ять.
І все ж, яким би корисним бета-амілоїд не був, під час хвороби з ним все одно потрібно щось робити. Ліків від нейродегенеративних розладів поки що немає, хоча багато лабораторій працюють над тим, щоб знайти засіб, який позбавляв би нейрони від шкідливих білкових відкладень, видаляв би надлишок бета-амілоїду або хоча б перешкоджав би його злипанню.
У світлі останніх результатів, очевидно, до таких ліків додається додаткова вимога: воно не повинно повністю видаляти бета-амілоїдний пептид з клітин і не повинно повністю придушувати його злипання - в іншому випадку є ймовірність, що постраждає наш антимікробний захист.