Теперь группа ученых из Северо-Западного университета, Proteostasis Therapeutics, Inc. и Гарвардского университета обнаружила некоторые ключи к разгадке. Исследователи первыми обнаружили, что качество защитных генов, называемых молекулярными шаперонами, резко снижается в мозге пожилых людей, как здоровых, так и нет, и что это снижение еще больше ускоряется у людей с нейродегенеративными заболеваниями.
Молекулярные шапероны — это особый набор высококонсервативных генов, которые следят за клетками, поддерживая их и весь организм в здоровом состоянии, предотвращая повреждение белков.Исследователи обнаружили снижение активности 100 генов, примерно одной трети всех генов молекулярных шаперонов человека.
Затем, с помощью дополнительных исследований, они сократили это число до 28 человеческих генов, конкретно участвующих в возрастной нейродегенерации. Эти критические гены обеспечивают основу для биомаркера, раннего индикатора болезни и мишени для новых терапевтических средств.«Представьте себе, если бы у нас были биомаркеры, которые сообщают врачам, как у вас дела с точки зрения старения, и предупреждают о любых проблемах задолго до появления неврологического дефицита», — сказал Ричард И. Моримото из Northwestern, один из ведущих ученых, участвовавших в исследовании. «Это был бы замечательный инструмент, особенно с учетом увеличения продолжительности жизни во многих частях мира.«Допустим, человеку 50 лет, но мы видим, что его молекулярные шапероны уменьшились и не восстанавливают белки и клеточные повреждения.
Шапероны действуют скорее как возраст 85 или 90 лет. Это признак того, что медицинское вмешательство может помочь», — сказал он. .
Моримото — профессор биологии факультета молекулярной биологии Билла и Гейл Кук и директор Института биомедицинских исследований Райса в Северо-Западном колледже искусств и наук Вайнберга.«Молекулярные шапероны — это действительно барьер между болезнью и отсутствием болезни», — сказал Моримото. «Если эта критическая система выходит из строя, это приводит к неправильной укладке и повреждению белков, и в конечном итоге ткани становятся дисфункциональными и умирают. Если мы сможем сохранить здоровье шаперонов, мы сможем сохранить здоровье человека».Исследование будет опубликовано в номере журнала Cell Reports от 6 ноября.
Чтобы сосредоточиться на подсети из 28 ключевых генов, ученые объединили геномный анализ ткани мозга человека, как у здоровых людей, так и у людей с нейродегенеративными заболеваниями (болезнь Альцгеймера, Паркинсона и Хантингтона), с функциональными исследованиями C. elegans, прозрачного круглого червя. (У червя есть биохимическая среда, аналогичная биохимической среде человека, и он является популярным исследовательским инструментом для изучения болезней человека.)«К нашему удивлению, результаты исследований людей и C. elegans сказали нам то же самое — 10 процентов из 332 генов человека действительно важны для здоровья клеток», — сказал Моримото. «Теперь у нас осталось 28 генов. Это действительно говорит нам, на чем нужно сосредоточиться».
Наблюдая за резким ухудшением здоровья молекулярных шаперонов у людей, как здоровых, так и страдающих нейродегенеративными заболеваниями, исследователи систематически и индивидуально «сбили» все 219 шапероновых генов у C. elegans (с использованием моделей нейродегенеративных заболеваний), чтобы увидеть, как влияет отсутствие гена. имел функцию животного.Они идентифицировали подсеть из 16 генов молекулярных шаперонов у C. elegans, которые имеют решающее значение для предотвращения неправильной укладки белков и повреждения клетки. Эти гены соответствуют 28 генам "двоюродных братьев" человека.Люди кодируют примерно 25000 генов, и сведение любого процесса к небольшому количеству генов поможет ученым понять, что является наиболее важным.
«Намного проще улучшить несколько генов, таких как те, которые мы определили», — сказал Моримото. «Следующим шагом является понимание основы снижения этих специфических шаперонов и разработка методов лечения, которые предотвращают их снижение. Цель состоит не в том, чтобы заставить людей жить вечно, а, скорее, в том, чтобы более точно согласовать продолжительность здоровья с продолжительностью жизни — улучшить качество проживаемой жизни ".