Болезнь Паркинсона часто начинается почти незаметно — дрожь в пальцах, лёгкая скованность. Но постепенно клетки мозга начинают погибать, и симптомы становятся всё серьёзнее. Долгое время никто не понимал, что именно запускает разрушение. Теперь у исследователей появилась подсказка: токсичный белок α-синуклеин умеет «сверлить» отверстия в мембранах нервных клеток. Исследование опубликовано в журнале «ACS Nano», издании Американского химического общества (American Chemical Society).
Молекулярный фильм
Работа выполнена в Орхусском университете (Aarhus University) совместно с учёными из Гарвардского университета (Harvard University). Чтобы проследить за процессом, команда использовала искусственные пузырьки-везикулы, имитирующие мембраны клеток.
Белковые олигомеры вели себя как мини-дрели: сначала прилипали к поверхности, потом частично встраивались внутрь, а затем образовывали временные поры, через которые внутрь и наружу проходили молекулы. Самое интересное, что эти отверстия не были постоянными. Они открывались и закрывались, словно крошечные вращающиеся двери.
«Такое поведение может объяснять, почему клетки не умирают сразу, — говорит Бо Вольф Брёхнер (Bo Volf Brøchner), первый автор исследования. — Если бы поры оставались открытыми, нейроны быстро потеряли бы жизнеспособность. Но пока они “мигают”, клеточные насосы ещё успевают подстраиваться».
Почему это важно
Раньше основное внимание уделяли крупным скоплениям α-синуклеина — фибриллам, которые хорошо видны в мозге пациентов. Но именно маленькие и более токсичные олигомеры, как теперь показано, могут запускать разрушение изнутри. Особенно часто они образовывали поры в мембранах, похожих на оболочки митохондрий, что указывает на уязвимость энергетических станций клетки.
«Это как смотреть молекулярное кино в замедленном режиме, — поясняет Метте Гальсгор Маллe (Mette Galsgaard Malle), научный сотрудник Орхусского университета (Aarhus University) и Гарвардского университета (Harvard University). — Мы можем не только наблюдать процесс, но и тестировать молекулы, которые его меняют. Такой инструмент пригодится для скрининга будущих лекарств».
Первые шаги к диагностике
Учёные уже проверили специальные нанотельца — крошечные фрагменты антител, которые прочно связываются с олигомерами. Для терапии они пока не подходят: образование пор они не блокируют. Зато как инструмент ранней диагностики выглядят перспективно. А это важно, потому что болезнь Паркинсона обычно диагностируют лишь тогда, когда повреждений в мозге уже много.
Ограничения и публикация
Пока все эксперименты проведены только на модельных системах. Живые клетки — следующий шаг. Тем не менее работа открывает редкое окно в самые ранние события болезни.
Литература
- Bo Volf BroÌ·chner, Xialin Zhang, Janni Nielsen, JoÌ·rgen Kjems, Daniel E. Otzen, Mette Galsgaard Malle. Single-vesicle Tracking of α-Synuclein Oligomers Reveals Pore Formation by a Three-Stage Model. ACS Nano, 2025; DOI: 10.1021/acsnano.5c04005
