Один фермент играет ключевую роль в развитии рака, диабета и болезни Паркинсона

Работа команды из Института биологических исследований Солка показала, что лежащие в основе благополучия клеток тела механизмы гораздо более интегрированы, чем представлялось ранее. Оказалось, что играющий решающую роль в развитии рака и диабета второго типа фермент также активирует «очищающий» белок паркин при болезни Паркинсона.

Когда клетки подвергаются стрессу, срабатывают определенные химические сигналы, защищающие наиболее важные компоненты клетки. Например, белок паркин в таких условиях спешит защитить митохондрии. Эксперименты показали, что между главным датчиком клеточного стресса и паркином есть прямая взаимосвязь.

«Наши результаты представляют наиболее ранние процессы, запускаемые в ответ на сигналы паркина. Все остальные известные биохимические события происходят в течение часа. Мы открыли путь, активизирующийся в течение пяти минут», — заявил автор работы Рубен Шоу.

Открытие данного механизма имеет очень важное значение, поскольку расшифровка этого шага, во время которого клетки избавляются от дефектных митохондрий, оказывает влияние на ряд заболеваний, добавил ученый.

Например, была известна роль паркина в очистке от дефектных митохондрий, поврежденных клеточным стрессом (процесс под названием митофагия), однако как именно паркин определял проблемы с митоходриями до сих пор было неизвестно.

Чтобы это выяснить, команда обратилась к результатам своего более раннего открытия. Около десяти лет назад они определили, что фермент AMPK контролирует аутофагию (процесс по утилизации компонентов клетки) через активацию фермента ULK1. Они начали поиск связанных с аутофагией белков, непосредственно активируемых ULK1.

Исследователи были крайне удивлены, обнаружив всего три белка — сначала AMPK, затем ULK1 и потом паркин, которые запускают такой важный процесс.

Полученные результаты имеют самые разные последствия, поскольку каждый из трех участников играет определенную роль в развитии рака, диабета, болезни Паркинсона и других нейродегенеративных заболеваний или специфическим образом реагирует на препараты.

«Главный вывод для меня заключается в том, что метаболизм и изменения в состоянии митохондрий имеют решающее значение при раке и очень критичны при развитии диабета и нейродегенеративных заболеваний», — заявил Шоу. Теперь его команда намерена подробнее изучить влияние этого механизма на развитие болезней, а также протестировать эффект определенных лекарств. Например, они планируют оценить эффект метформин, активирующего AMPK, для терапии нейродегенеративных заболеваний. Ранее он уже показал эффективность в подавлении роста рака.

В другом исследовании шведские ученые определили объединяющий стресс и депрессию фактор — белок, который играет важную роль в выработке гормонов стресса и счастья.