Комплекси білкових молекул, які шкодять нейронам і сприяють розвитку синдрому Паркінсона, можуть приходити в мозок з травної системи.
Синдром Паркінсона та інші нейродегенеративні захворювання виникають через те, що в нейронах мозку накопичуються великі білкові комплекси, токсичні для нервових клітин.
Але далеко не кожен білок здатний «отруїти життя» нейрону, такою властивістю володіють лише деякі молекули; наприклад, у разі хвороби Альцгеймера часто можна почути про білкові відкладення, утворювані бета-амілоїдом і тау-білком, а якщо ми говоримо про хворобу Паркінсона, то в її випадку зазвичай згадують про білок під назвою альфа-синуклеїн.
Зрозуміло, що нейробіологів особливо цікавить, як поводяться ці білки, чому злипаються патогенні комплекси тощо. Ми знаємо, що вони самі по собі синтезуються в мозку, виконують в ньому певну корисну роботу і стають небезпечними тільки після якихось модифікацій - наприклад, через мутацію, що змінює структуру молекули в бік більше липучості. Однак, як показали експерименти Коліна Челліса (Collin Challis) і його колег з Каліфорнійського технологічного інституту, один з таких білків, паркінсонний альфа-синуклеїн, вже прийнявши патогенну форму, може проникати в мозок зі шлунково-кишкового тракту.
Дослідники вводили синтетичний альфа-синуклеїн, модифікований так, щоб утворювати патогенні агрегати, в шлунок і кишківник мишей. Подальшу долю білка відстежували за допомогою не так давно винайденого методу CLARITY, який дозволяє робити частини тіла буквально прозорими: з біоматеріалу вимиваються ліпіди, тоді як білки і нуклеїнові кислоти залишаються на своєму місці (CLARITY, зрозуміло, виконували не з живою мишкою - через деякий час після введення альфа-синуклеїну гризунів вбивали, щоб визначити, де і в якому вигляді знаходиться у них цей білок).
Через тиждень після початку експерименту в травному тракті мишей починали з'являтися характерні білкові комплекси, причому сформовані природними синуклеїновими молекулами, які синтезувалися в самих мишах: синтетичний білок зумів «заразити» здатністю до злипання власний синуклеїн клітин. Але далі з'ясувалося, що ці білкові комплекси з'являються і в стовбурі мозку - через 21 день їх виявили тут у нейронах, з яких складається блукаючий нерв, що зв'язує мозок і травний тракт; очевидно, саме по блукаючому нерву білкові комплекси сюди і дійшли. І ще через шість днів вони були вже в середньому мозку, в якому знаходиться багато рухових нейронів, що працюють на дофаміні - саме вони стають першими жертвами синдрому Паркінсона.
У доповіді, зробленій у Сан-Дієго на щорічній конференції Нейробіологічного товариства, автори роботи повідомили, що просування синуклеїнових комплексів у мозок супроводжувалося очевидним погіршенням стану мишей: тварини погано контролювали свої рухи, у них починався характерний тремор, і в цілому все було схоже на класичний паркінсонізм, що виникає через синтез мутантного синуклеїну в мозку.
Раніше подібні дослідження вже намагалися проводити, і про те, що синуклеїн може пройти шлях від кишечника до мозку, в принципі було відомо. Однак досі ніхто не спостерігав подорож паркінсонного білка так довго - кілька місяців; і раніше стежили тільки за тими молекулами, які самі і ввели. Але, як вдалося показати в нових експериментах, рухатися з травної системи в мозок можуть і комплекси власного синуклеїну.
Практичний висновок звідси цілком очевидний: щоб не трапився синдром Паркінсона, потрібно стежити за шлунком - раптом синуклеїн, який синтезується в клітинах травного тракту, зіпсується, перетвориться на патогенний і почне рухатися «нагору» по блукаючому нерву.
Правда, поки незрозуміло, чому саме шлунково-кишковий білок стає «поганим». Імовірно, тут можуть бути винні або місцеві бактерії, або запалення, або ненормальні коливання кислотності; зрештою, ми самі можемо з'їсти щось таке, що підштовхне синуклеїн до небезпечного комплексоутворення.
У той же час у медиків, що займаються синдромом Паркінсона, є дані, які говорять про те, що зв'язок між хворобою і синуклеїном в кишечнику дійсно є: зокрема, відомо, що у людей з розірваним блукаючим нервом (точніше, з тією частиною нерва, яка йде до кишечника) ймовірність хвороби Паркінсона сильно зменшується - ймовірно, через те, що у білка в такому випадку просто немає способу дістатися до мозку.
За матеріалами ScienceNews.
