Учёные раскрыли секрет белка PINK1: как это изменит лечение болезни Паркинсона

Ученые совершили потенциально революционное открытие, которое может стать основой для разработки новых препаратов для лечения болезни Паркинсона.

На протяжении десятилетий было известно, что белок PINK1 напрямую связан с этим нейродегенеративным заболеванием, которое распространяется быстрее других аналогичных патологий.

Однако до сих пор ученым не удавалось визуализировать человеческий PINK1, понять, как он прикрепляется к поврежденным митохондриям в клетках и как активируется.

Недавно исследователи выяснили механизм активации этого белка и получили возможность использовать эти знания для поиска методов замедления прогрессирования болезни. Команда ученых из Института Уолтера и Элизы Холл, а также австралийского Центра изучения болезни Паркинсона раскрыла тайну, которая оставалась неизведанной десятилетиями.

Впервые была определена структура PINK1 и описан его механизм взаимодействия с митохондриями, выполняющими роль энергетических центров клетки. Результаты исследования, опубликованные в журнале Science, дают представление о том, как этот белок нарушает нормальное функционирование митохондрий.

Диагностика болезни Паркинсона зачастую занимает годы, а её симптомам относят тремор, когнитивные нарушения, проблемы с речью, зрением и терморегуляцией. В Великобритании от болезни страдают около 153 тысяч человек, и в настоящее время нет лекарства, способного полностью её вылечить. Пациенты вынуждены принимать множество препаратов ежедневно, чтобы контролировать симптомы.

Одной из главных проблем при заболевании является гибель клеток мозга, которые крайне медленно восстанавливаются. При повреждении митохондрий они перестают вырабатывать энергию и выделяют токсины, что приводит к гибели клеток. У здоровых людей повреждённые митохондрии уничтожаются в процессе митофагии, однако у пациентов с мутацией PINK1 этот процесс нарушен.

Особенно чувствительны к такому сбою клетки мозга, которым требуется большое количество энергии. Мутации PINK1 связаны с формой болезни Паркинсона, поражающей людей моложе 50 лет, но раньше учёные не могли понять, как этот белок функционирует.

"Это значительный прорыв в исследованиях. Теперь мы впервые увидели, как PINK1 взаимодействует с митохондриями", — отметил профессор Дэвид Команджер, соавтор работы.

Ведущий автор исследования доктор Сильви Каллегари пояснила, что PINK1 проходит четыре этапа активации. Первые два из них ранее не наблюдались. На первом этапе белок распознаёт повреждения митохондрий, затем прикрепляется к их поверхности и связывается с белком паркин, чтобы переработать повреждённые митохондрии.

"Мы впервые увидели, как PINK1 прикрепляется к повреждённым митохондриям, и выявили белки, которые служат для этого местами прикрепления. Также мы изучили, как мутации влияют на его работу", — заявила доктор Каллегари.

Идея использовать PINK1 как мишень для лекарств обсуждалась давно, но её реализация была невозможна из-за недостатка знаний о структуре белка. Теперь исследователи надеются, что их работа поможет создать препараты, способные замедлить развитие болезни Паркинсона, передает independent.

Уточнения

Тре́мор (от лат. tremor, «дрожание») — непроизвольные быстрые ритмичные колебательные движения частей тела или всего тела, вызванные мышечными сокращениями и связанные с временно́й задержкой корректирующих афферентных сигналов, в связи с чем реализация движения и сохранение позы происходит за счёт постоянной подстройки положения тела к какому-то среднему значению.