По словам исследователя из Мичиганского университета, тонкие части клеточных мембран нейронов оказываются особенно уязвимыми для белка, который накапливается в мозгу людей с болезнью Альцгеймера.
Открытие может открыть путь для разработки методов лечения болезни Альцгеймера, действующих на клеточной мембране.
Белок амилоид-бета накапливается в мозгу людей с болезнью Альцгеймера, в конечном итоге собираясь в липкие комки, называемые бляшками на поверхности нейронов. Исследователь UM Айялусами Рамамурти, Роберт В. Пэрри, профессор химии и биофизики, обнаружил, что более тонкие части нейронных мембран предоставляют точки доступа для бета-амилоида, позволяя белку прокалывать и уничтожать эти клетки и разрушая способность пациента создавать и сохранять память. Этот вид накопления также связан с такими заболеваниями, как диабет Хантингтона и диабет 2 типа.
Эти тонкие пятна состоят из коротких цепочек жирных кислот, тогда как более толстые части мембраны состоят из длинных цепей жирных кислот. Исследовательская группа считает, что образование липидов с короткими цепями, вызванное старением или другими физиологическими причинами, которые приводят к болезни Альцгеймера, может способствовать гибели клеток из-за накопления бета-амилоида.
"Мы пытаемся понять, как компоненты клеточной мембраны, а также физические и химические свойства липидной мембраны могут влиять на агрегацию бета-амилоида с помощью различных биофизических методов," Рамамурти сказал. "Толщина клеточных мембран очень важна не только при болезни Альцгеймера, но также при диабете и других заболеваниях, связанных со старением."
Группа исследовала три типа липидов, которые различались по толщине. Более толстые липидные мембраны, состоящие из более длинных цепей жирных кислот, по-видимому, привлекают и способствуют росту зубного налета. По словам Рамамурти, более тонкая мембрана иногда действует как липид, а иногда как моющее средство.
Исследователи обнаружили, что цепи жирных кислот, похожие на детергент, взаимодействуют с бляшкой, позволяя бляшке проникать через клеточную мембрану. Метод, называемый ядерным магнитным резонансом фосфора-31, который может выявить детали на атомном уровне внутри двух слоев, аналогично тому, как врач использовал бы аппарат МРТ для изучения тканей человеческого тела, позволил исследователям изучить, как происходит сбор амилоида. -бета в более тонкой мембране фрагментировал клеточную мембрану.
Исследование проводилось на так называемом бислое фосфолипидов, которое состоит из двух слоев липидов. Эти слои состоят из гидрофобной, или водоненавистной, и гидрофильной, или водолюбивой фаз и похожи на смесь масла и воды. Этот липидный бислой копирует клеточные мембраны нейронов. Чтобы измерить токсичность бета-амилоида, исследователи использовали нейрональные клетки.
"Многие другие лаборатории исследуют ингибирование амилоида небольшими молекулами в растворе, но мы делаем это в мембранной среде. Из нашего исследования ясно, что клеточная мембрана – это горячая точка, где бета-амилоид становится безумным," Рамамурти сказал. "Клеточная мембрана определенно не похожа на кофейный фильтр, который фильтрует биологические события – скорее, это место, где происходит множество биологических действий."
В настоящее время команда Рамамурти проводит скрининг библиотек низкомолекулярных соединений, которые могут нацеливаться на агрегацию бета-амилоида в клеточной мембране человека.
"Эти результаты могут иметь важное значение для потенциальной разработки соединений для лечения заболеваний, связанных со старением," он сказал.