Сотрудники Института биоорганической химии РАН совместно с коллегами из Копенгагенского и Лейпцигского университетов изучили белок Lynx1 и выяснили, что он конкурирует с никотиновыми ацетилхолиновыми рецепторами человека за связывание с амилоидами, являющими причиной развития болезни Альцгеймера. В будущем белок может помочь разработать новые методы лечения или перспективные соединения для терапии заболевания. Результаты эксперимента опубликованы в журнале Neurobiology of Aging.

Работа ученых лежит в области изучения болезни Альцгеймера — нейродегенеративного заболевания, которое сопровождается потерей памяти, нарушениями речи, пространственной ориентации и когнитивных функций. Известно, что одно из особенностей заболевания — накопление амилоидов, то есть пептидов, образующих бляшки в тканях мозга. Эти бляшки создают комплексы с никотиновыми ацетилхолиновыми рецепторами, что приводит к нарушению когнитивных процессов. Сегодня база знаний об этой болезни не позволяет составить четкую картину заболевания. Новый шаг к пониманию его природы сделал коллектив ученых, в состав которого вошли сотрудники Института биоорганической химии РАН (ИБХ РАН). Их исследование показывает взаимосвязь белка Lynx1 (отвечающего за нейропластичность мозга) и никотинового ацетилхолинового рецептора (обеспечивающего передачу нервных импульсов) и их роль в болезни Альцгеймера.

– Известно, что значительную роль в болезни Альцгеймера играет пептид Aβ1-42, — говорит Екатерина Люкманова, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник Лаборатории инженерии белка ИБХ РАН, один из авторов статьи.– Этот пептид образует молекулы олигомеры, которые формируют амилоидные бляшки. Основные исследования болезни направлены на борьбу с этим пептидом, которые имеют три пути решения проблемы: препятствовать образованию пептида, предотвращать создание олигомеров и устранять последствия образования амилоидных бляшек. Мы показали конкуренцию между белком человека Lynx1, для получения которого у нас имеется система рекомбинантной продукции в клетках кишечной палочки E. coli, и пептидом Aβ1-42 за связывание с никотиновым ацетилхолиновым рецептором.

Екатерина с коллегами установила способность Lynx1 связываться с различными субъединицами никотинового ацетилхолинового рецептора, выделенными из разных областей мозга крысы и человека. Затем исследователи показали, что предварительная инкубация тканей мозга с пептидом приводит к значительному уменьшению доли субъединиц никотинового рецептора, извлеченного с помощью Lynx1. Это указывает на конкуренцию Lynx1 и амилоидного пептида за связывание с никотиновым рецептором. Кроме того, ученые показали, что Lynx1 уменьшает число поврежденных тканей, вызываемых пептидом Aβ1-42 на кортикальных нейронах мышей, более чем на 50%.

– Мы получили и другие доказательства нашей гипотезы о взаимосвязи Lynx1 и пептида Aβ1-42 при болезни Альцгеймера, — утверждает Екатерина. — В кортикальных нейронах трансгенных мышей, имеющих патологии, близкие к болезни Альцгеймера, содержание Lynx1 понижено по сравнению со здоровыми мышами, в то время как содержание пептида Aβ1-42, наоборот, повышено. Это указывает на фактическое отсутствие защитного эффекта Lynx1 у трансгенных животных.

Понимание процесса взаимодействия Lynx1 с рецептором, а также детальное изучение конкуренции белка и амилоидного пептида за связывание с рецептором может положить начало новой серии экспериментов в области изучения болезни Альцгеймера. Возможно, что этот механизм поможет разработать новые методы лечения или позволит создать потенциально перспективные соединения для терапии заболевания.