Учені з'ясували функції пріонного білка в здоровій нервовій системі
Медицина: новини і огляди

Учені з'ясували функції пріонного білка в здоровій нервовій системі

25.01.2010

Міжнародна група дослідників з'ясувала функції незміненого пріонного білка PrPC в нервовій системі ссавців. Виявилось, що цей білок, здатний трансформуватися в інфекційний агент, необхідний для підтримки цілісності захисних мієлінових оболонок нервових волокон.

Пріонний білок PrP міститься в мембранах нервових клітин. В деяких випадках нормальний білок, що позначається PrPC, може змінювати структуру шляхом "складання" амінокислотного ланцюжка альтернативним способом. Такий видозмінений PrP носить назву пріона (позначається PrPSc) і здатний при контакті з PrPC перетворювати його на нові пріони. Це виявляється пошкодженням мозкової тканини, в якій утворюється безліч невеликих порожнин, через які мозок стає схожим на пористу губку. У зв'язку з цим захворювання, викликані пріонамі, носять назву губчастих енцефалопатій. У людини це хвороба Кройцфельда-Якоба і хвороба Куру – поволі прогресуючі смертельні ураження мозку.

Спроби зрозуміти функцію пріонного білка велися впродовж двох останніх десятиліть. Перші генноінженерні миші, позбавлені PrP, були створені ще в 1991 році. Тоді дослідники не відзначили ніяких негативних наслідків його відсутності – напередодні тварини виявилися імунними до пріонним інфекцій без порушення яких-небудь життєвих функцій.

Проте в 1999 році японські дослідники показали, що відсутність нормального пріонного білка у мишей приводить до пошкодження мієлінових оболонок периферичних нервів. Міжнародна група вчених під керівництвом Адріано Агуцці (Adriano Aguzzi) з Цюріхської університетської лікарні, вирішила піддати ці дані ретельному систематичному аналізу, для чого були виведені чотири лінії мишей, позбавлених гена PrPC.

Виявилось, що у таких тваринних незалежно від лінії вже через шість тижнів після народження спостерігаються ознаки дефекту мієліну. У віці двох місяців нервові волокна були значно демієлінізіровані,через що у мишей підвищилася чутливість до болю.

Коли вчені вводили генноінженерним мишам нормальний пріонний білок безпосередньо в нерви, демієлінізаціі не наступало. Причому це відбувалося тільки при введенні PrPC, схильного до ферментативного розщеплювання в організмі. В той же час, коли дослідники вводили пріонний білок в шванновські клітини, що розташовані навколо нервів і синтезують свіжий мієлін, запобігти демієлінізацію не вдавалося.

Як пояснив Агуцці, оскільки при народженні у позбавлених PrP мишей мієлінові оболонки були цілими, вчені зробили висновок, що пріонний білок необхідний не для утворення мієліну, а для підтримки його цілісності впродовж життя.

Судячи з потреби ферментативного розщеплювання PrP в нервах, механізм його дії, на думку дослідників, наступний: коли мієліновні оболонки нервових волокон зношуються, запускається ферментна система, що руйнує пріонний білок. Його фрагменти поступають в шваннівські клітини, даючи їм сигнал приступити до відновлення мієліну.

За попередніми даними, пріонний білок діє схожим чином і в центральній нервовій системі. Якщо це підтвердиться, доведеться в корені переглянути тактику потенційного лікування пріонних інфекцій: в даний час вчені шукають шляхи до усунення PrP як інфекційного агента, проте якщо виявиться, що пошкодження мозку викликано його відсутністю через патологічну трансформацію, потрібно буде, навпаки, підтримувати зміст нормального PrP в нервових волокнах.

Крім того, на думку імунолога Клода Карно (Claude Carnaud), що вивчає пріони в паризькому Університеті Пьера і Марії Кюрі, деякі захворювання мозку, які вважаються запальними (наприклад, розсіяний склероз), можуть насправді бути пов'язані з відсутністю пріонного білка, що вимагає перегляду тактики лікування цих хворіб.