Без нормального білка хантінгтіна синапси в мозку спочатку стрімко формуються, а потім настільки ж стрімко руйнуються.
Хвороба Гантінгтона, як і інші нейродегенеративні захворювання, розвивається через мутантний білок хантінгтину. Мутація робить цей білок токсичним, нейрони починають гинути, що проявляється в безлічі симптомів: людині стає важко контролювати рухи, погіршується пам'ять і здатність до концентрації, посилюється депресивність і агресивність. Як завжди буває при таких хворобах (до яких відносяться і синдром Альцгеймера, і синдром Паркінсона), явні психічні симптоми з'являються тоді, коли мозок вже сильно вражений.
Однак кілька років тому нейробіологи з Університету Дьюка раптово виявили, що білок хвороби Гантінгтона залучений до процесів формування нових синапсів. Взагалі досі про нормальні функції хантінгтину відомо лише в самих загальних рисах, тому дослідники скористалися нагодою і спробували глибше вивчити його вплив на мозок, що розвивається. Для цього в корі мозку мишей відключали ген білка і потім дивилися, що буде відбуватися з нейронами на різних етапах розвитку.
На третьому тижні від роду (що приблизно відповідає дворічній дитині) у мишей в мозку траплявся «синаптичний вибух» - з'єднання між нейронами у них утворювалися надзвичайно активно. Очевидно, така реакція нейронів пов'язана з величезним потоком зорової і слухової інформації, яка починає надходити в мозок тварини в цьому віці. Однак у мутантних мишей, позбавлених хантінгтину, формування нових міжнейронних контактів йшло не в приклад швидше, ніж у нормальних.
До п'ятого тижня починалося редагування синапсів: деякі з них посилювалися, деякі слабшали і взагалі зникали. Такий перерозподіл міжнейронних контактів необхідний для правильного налаштування мозку - нейрони позбавляються від непотрібних сполук і тим самим оптимізують потоки інформації, які через них проходять. У звичайних, немутантних мишей цей процес йшов як треба. А ось у тварин з вимкненим хантингтином деградації зазнали більшість синапсів, незалежно від того, наскільки вони потрібні або не потрібні мозку.
Більше того, відсутність білка вводила клітини в стрес, що особливо було помітно в ділянці кори, який обмінювався даними зі смугастим тілом. Стріатум, або смугасте тіло, потрібен для контролю над м'язами, складних рухових реакцій і рефлексів. При хворобі Гантінгтона стріатум страждає одним з перших; але, з урахуванням нових даних, ми можемо сказати, що смугасте тіло взагалі сильно залежить від білка хантінгтіну і тому сильно реагує на все, що з цим білком відбувається. Його відсутність вкидає клітини стріатуму в стрес, з іншого боку, мутація в хантингтині тут же запускає нейродегенеративні процеси.
Але ще більш цікавим виявилося наступне: коли у мишей провокували саму хворобу Гантінгтона, тобто коли змушували нейрони синтезувати мутантний білок, то картина з синапсами виявилася та ж, що і за відсутності білка - синапси спочатку надактивно утворювалися, а потім стрімко руйнувалися. Виходить, хантінгтін потрібен для підтримки синапсів. І він повинен бути в нормальній, немутантній формі (адже, строго кажучи, хвороботворні властивості у нього з'являються тільки після мутації). Результати експериментів автори роботи опублікували в Journal of Neuroscience.
Це не перший випадок, коли у білків, залучених до нейродегенеративних процесів, знаходять важливі і корисні функції. Відомо, наприклад, що схожу роботу в синапсах виконує прионний білок PrP, без якого слабшають синаптичні контакти; а щодо попередника бета-амілоїда (білка хвороби Альцгеймера) вдалося з'ясувати, що він потрібен для появи і дозрівання нових нейронів. Можливо, правильним чином впливаючи на такі білки, ми зможемо звернути назад руйнівні процеси в мозку, викликані мутантними формами цих же білків.