Болезнь Альцгеймера — наиболее распространенная форма старческого слабоумия, которая поражает около 6 млн человек только в США. Заболевание всегда приводит к летальному исходу, обычно в течение десяти лет после начала. Лечения, которое могло бы остановить патологический процесс, не существует. Ученые до сих пор достоверно не установили, как развивается болезнь Альцгеймера и почему на женщин приходится почти две трети случаев.
Лаборатория, которая провела новое исследование, изучает биохимические и молекулярные явления, которые могут лежать в основе нейродегенеративных заболеваний, в том числе химическую реакцию, формирующую модифицированный тип комплемента С3. Этот процесс называется S-нитрозилированием белка. Система комплемента — эволюционно более старая часть иммунной системы человека. Она состоит из семейства белков, включая C3, которые могут активировать друг друга, вызывая воспаление в так называемом «каскаде комплемента».
Ученым уже более 30 лет известно, что мозг человека с болезнью Альцгеймера имеет более высокий уровень белков комплемента и других маркеров воспаления по сравнению с неврологически нормальным мозгом. Более поздние исследования показали, что белки комплемента могут приводить к микроглии, которая разрушает синапсы — точки соединения, через которые нейроны посылают сигналы друг другу. Многие исследователи подозревают, что этот механизм разрушения синапсов, по крайней мере частично, лежит в основе процесса болезни Альцгеймера.
В исследовании ученые использовали новые методы обнаружения S-нитрозилирования для количественного определения белков, модифицированных в 40 посмертных образцах человеческого мозга. Половина образцов была получена от людей, умерших от болезни Альцгеймера, а половина — от тех, у кого ее не было. Каждая группа была разделена поровну между мужчинами и женщинами. В этих образцах мозга ученые обнаружили 1449 различных белков, которые были S-нитрозилированы. Среди белков, наиболее часто модифицируемых таким образом, было несколько, уже связанных с болезнью Альцгеймера, в том числе комплемент С3. Уровни S-нитрозилированного C3 (SNO-C3) в мозге женщин с болезнью Альцгеймера были более чем в шесть раз выше по сравнению с мозгом мужчин с тем же заболеванием.
Это может быть связано с женским гормоном эстрогеном, который оказывает защитное действие на головной мозг. Исследователи выдвинули гипотезу, что эстроген защищает женский мозг и от C3 S-нитрозилирования, но эта защита теряется, когда уровень эстрогена резко падает во время менопаузы. Эксперименты с культивируемыми клетками головного мозга человека подтвердили эту гипотезу, показав, что SNO-C3 увеличивается по мере снижения уровня эстрогена из-за активации фермента, который вырабатывает оксид азота в клетках мозга. Это увеличение SNO-C3 активирует разрушение синапсов микроглией.
Теперь ученые надеются провести дальнейшие эксперименты с денитрозилирующими соединениями, которые удаляют модификацию SNO, чтобы увидеть, могут ли они уменьшить патологию.
