Найден маркер болезни Паркинсона и молекула, останавливающая дегенерацию

Болезнь Паркинсона, второе по распространенности нейродегенеративное заболевание после болезни Альцгеймера, наблюдается у 35 миллионов человек по всему миру. 5–10% случаев заболевания вызваны известными генетическими мутациями и передаются по наследству, однако чаще всего причина заболевания кроется в сложных взаимодействиях множества неизвестных генов и факторов окружающей среды. Идентификация молекулярных мишеней и маркеров болезни Паркинсона могла бы повысить эффективность клинического лечения и помочь развитию новых методов терапии. Этой проблемой занимаются ученые из медицинской школы Стэнфордского университета и их коллабораторы.

"Мы определили молекулярный маркер, позволяющий докторам диагностировать болезнь Паркинсона легко и точно даже на ранних стадиях, — сказала доктор медицины, профессор нейрохирургии Синьнань Вань. — С его помощью можно определять, насколько эффективно различные медикаменты могли бы противостоять дегенерации и затормозить развитие заболевания".

С возрастом у носителей болезни Паркинсона погибают дофаминергические нейроны черной субстанции, играющие важную роль в регуляции движения, тонуса мышц и многих вегетативных процессов. Никто не знает, почему это происходит именно с ними, но самая популярная гипотеза связывает уязвимость дофаминергических нейронов с их высокой активностью, ведь чем активнее функционирует клетка, тем быстрее изнашиваются ее митохондрии.

Белок Miro1 располагается на внешней мембране митохондрий, прикрепляя органеллы к белковой сети, по которой они передвигаются по клетке. В мембранах пришедших в негодность деполяризованных митохондрий, подлежащих митофагии, этот белок отсутствует. Авторы исследования задались вопросом, можно ли использовать белок Miro1 для диагностики болезни Паркинсона и оценки перспектив лечения.

Исследователи измерили ответ белка Miro1 на деполяризацию митохондрий в фибробластах кожи пациентов с широким спектром вариаций болезни Паркинсона и обнаружили, что более 94% фибробластов не смогли удалить Miro1 из деполяризованных митохондрий. Исследователи подтвердили результат разными методами, в том числе иммуноферментным анализом, удобным для клинической диагностики.

Затем был проведен скрининг 6 835 320 малых молекул из коммерческой базы данных, и компьютерный анализ выявил среди них 11, потенциально способных связаться с Miro1 и помочь ему отделиться от мембраны митохондрии. Все 11 действовали при приеме перорально, не были токсичны и преодолевали гематоэнцефалический барьер. Исследователи выбрали одно из этих веществ с особым сродством к Miro1 и протестировали его на культурах фибробластов и нейронов пациентов, а также на генномодифицированных фруктовых мушках. У всех экспериментальных моделей улучшилась динамика Miro1; были частично или полностью восстановлены популяции дофаминергических нейронов и локомоторные функции.

Профессор Вань уверена, что клинические испытания нового препарата начнутся не позже, чем через несколько лет. "Мы надеемся, что это или другое похожее соединение окажется нетоксичным и эффективным, и его можно будет давать пациентам, у которых уже есть проблемы с удалением Miro1 из митохондрий, но еще не развились характерные симптомы, — говорит она, — и болезнь Паркинсона у них никогда не проявится".