Разработан метод ранней диагностики болезни Хантингтона

Болезнь Хантингтона (БХ) — один из нескольких неврологических недугов (в ряду болезни Альцгеймера и прионовых болезней), которые связывают с протеинами, упаковывающимися в аномальные структуры. Это нейродегенеративный недуг, характеризующийся прогрессирующим ослаблением моторных функций, угасанием умственных способностей, появлением аномалий поведения и приводящий в конечном счёте к смерти.

Причиной БХ является белок хантингтин, разрушающий нейроны в областях мозга, связанных с эмоциями, интеллектом и движениями. В норме этот протеин содержит область из примерно двадцати остатков глютамина, расположенных друг за другом. Напротив, ДНК пациентов с БХ кодирует 37 и более остатков названной аминокислоты, вызывая нестабильность фрагментов хантингтина, содержащих эти аномально длинные глютаминовые повторы. И это приводит к формированию аномальной трёхмерной структуры белка (или мисфолдингу). В итоге фрагменты мутантного белка не способны нормально деградировать и образуют депозиты фибрилл в нейронах — амилоиды.

Для того чтобы как можно раньше обнаруживать мисфолдинг хантингтина, учёные разработали технологию ASA (Amyloid Seeding Assay, «Анализ амилоидного зародышеобразования»), которая позволила зафиксировать аномальную упаковку протеина у мышей на 11-й неделе жизни. Это значительно превышает чувствительность традиционных гистологических методов, которые, увы, не способны заметить большие амилоидные отложения до тех пор, пока процесс патогенеза не зашёл слишком далеко (78 недель и более).

Профессор Университета Делавэра (США) Дэвид Колби описывает новую технику в мартовском номере Journal of Biological Chemistry, утверждая, что мисфолдинг протеина может происходить на самой ранней стадии патогенеза болезни Хантингтона.

Как оказалось, аномально упакованный хантингтин способен катализировать структурное превращение гомологичного ему нормального мономерного полиглютаминового пептида в себе подобный аномально упакованный белок (по всей видимости, присоединяясь к белку-мишени и изменяя его конформацию), что приводит к быстрому формированию легко обнаруживаемых традиционными методами амилоидных волокон. Последние определяются с помощью красителя (триофлавин Т) и затем измеряются с использованием флуоресцентного детектора.

Таким образом, можно говорить, что пределом обнаружения нового метода является одна молекула аномального белка, находящаяся в исследуемом образце. В то время как традиционные способы направлены на поиски не самогó аномального белка, а фиксацию последствий его «жизнедеятельности» (амилоидов, которые становятся очевидны лишь на поздних этапах болезни). Особое изящество метода как раз состоит в том, что, скармливая «недетектируемому аномальному белку» полиглютаминовый пептид, становится возможным наблюдение тех самых «детектируемых» продуктов его жизнедеятельности, но в ускоренном темпе. Причём в публикации подчеркивается, что ткани мозга, поражённые болезнью Альцгеймера или прионовыми болезнями, подвергнутые той же процедуре, никакого БХ-подобного эффекта не продемонстрировали.

Что ж, можно надеяться, что с помощью метода ранней диагностики ASA у исследователей, ищущих терапевтическое средство для БХ, появится больше времени на проведение необходимых изысканий, а у пациентов — надежда на разработку препарата, способного помочь им «избежать неизбежного».

Подготовлено по материалам Университета Делавэра.

Болезнь Хантингтона (БХ) — один из нескольких неврологических недугов (в ряду болезни Альцгеймера и прионовых болезней), которые связывают с протеинами, упаковывающимися в аномальные структуры. Это нейродегенеративный недуг, характеризующийся прогрессирующим ослаблением моторных функций, угасанием умственных способностей, появлением аномалий поведения и приводящий в конечном счёте к смерти.

Причиной БХ является белок хантингтин, разрушающий нейроны в областях мозга, связанных с эмоциями, интеллектом и движениями. В норме этот протеин содержит область из примерно двадцати остатков глютамина, расположенных друг за другом. Напротив, ДНК пациентов с БХ кодирует 37 и более остатков названной аминокислоты, вызывая нестабильность фрагментов хантингтина, содержащих эти аномально длинные глютаминовые повторы. И это приводит к формированию аномальной трёхмерной структуры белка (или мисфолдингу). В итоге фрагменты мутантного белка не способны нормально деградировать и образуют депозиты фибрилл в нейронах — амилоиды.

Для того чтобы как можно раньше обнаруживать мисфолдинг хантингтина, учёные разработали технологию ASA (Amyloid Seeding Assay, «Анализ амилоидного зародышеобразования»), которая позволила зафиксировать аномальную упаковку протеина у мышей на 11-й неделе жизни. Это значительно превышает чувствительность традиционных гистологических методов, которые, увы, не способны заметить большие амилоидные отложения до тех пор, пока процесс патогенеза не зашёл слишком далеко (78 недель и более).

Профессор Университета Делавэра (США) Дэвид Колби описывает новую технику в мартовском номере Journal of Biological Chemistry, утверждая, что мисфолдинг протеина может происходить на самой ранней стадии патогенеза болезни Хантингтона.

Как оказалось, аномально упакованный хантингтин способен катализировать структурное превращение гомологичного ему нормального мономерного полиглютаминового пептида в себе подобный аномально упакованный белок (по всей видимости, присоединяясь к белку-мишени и изменяя его конформацию), что приводит к быстрому формированию легко обнаруживаемых традиционными методами амилоидных волокон. Последние определяются с помощью красителя (триофлавин Т) и затем измеряются с использованием флуоресцентного детектора.

Таким образом, можно говорить, что пределом обнаружения нового метода является одна молекула аномального белка, находящаяся в исследуемом образце. В то время как традиционные способы направлены на поиски не самогó аномального белка, а фиксацию последствий его «жизнедеятельности» (амилоидов, которые становятся очевидны лишь на поздних этапах болезни). Особое изящество метода как раз состоит в том, что, скармливая «недетектируемому аномальному белку» полиглютаминовый пептид, становится возможным наблюдение тех самых «детектируемых» продуктов его жизнедеятельности, но в ускоренном темпе. Причём в публикации подчеркивается, что ткани мозга, поражённые болезнью Альцгеймера или прионовыми болезнями, подвергнутые той же процедуре, никакого БХ-подобного эффекта не продемонстрировали.

Что ж, можно надеяться, что с помощью метода ранней диагностики ASA у исследователей, ищущих терапевтическое средство для БХ, появится больше времени на проведение необходимых изысканий, а у пациентов — надежда на разработку препарата, способного помочь им «избежать неизбежного».

Подготовлено по материалам Университета Делавэра.