Ученые Калифорнийского университета в Сан-Франциско обнаружили, что в мозге людей с синдромом Дауна накапливаются прионы — патогенные инфекционные белки, сходные с теми, что наблюдаются у пациентов с болезнью Альцгеймера. Эти молекулы — бета-амилоиды и тау-белки — образуют скопления, вызывающие прогрессирующую гибель нейронов. Результаты исследования опубликованы в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).
Узнайте больше в полной версии ➞Специалисты изучили образцы мозга 28 умерших доноров с синдромом Дауна в возрасте 19-65 лет и 14 умерших пациентов без когнитивных нарушений в возрасте от 27 до 70 лет. Чтобы измерить инфекционность патогенных бета-амилоидов и тау-белков исследователи использовали культуру эмбриональных клеток человеческой почки, которые производили нормальные амилоиды и тау-белки, соединенные с желтым флуоресцентным белком.
Прионы представляют собой белки, которые перешли из нормальной в аномальную патогенную форму и провоцируют этот переход среди других белков. Конкретно с болезнью Альцгеймера (БА) связаны два аномальных белка — бета-амилоид Aβ42 и тау-белок. Aβ42 способен образовывать амилоидные бляшки, которые считаются инициирующим механизмом нейродегенеративного процесса. Избыточно фосфорилированный тау-белок (p-tau) приводит к образованию нейрофибриллярных клубков, считающихся признаком болезни Альцгеймера. Показано, что патогенные формы обоих белков могут саморазмножаться, что делает их похожими на прионы, вызывающими болезнь Крейтцфельдта-Якоба и куру.
В эксперименте культуры клеток инкубировали с экстрактами головного мозга, полученными от пациентов. Если прионы заражали клетки, то нормальные белки начинали переходить в патогенную форму и испускать желтое флуоресцентное свечение. Образцы от всех доноров продемонстрировали устойчивую инфекционность, в том числе у молодых людей, у которых были выявлены прионы Aβ и незначительное количество тау. Это указывает на то, что патологический прионный механизм у людей с синдромом Дауна активируется задолго до того, как начинают возникать характерные бляшки и клубки, при этом бета-амилоиды могут управлять прионным процессом с участием тау-белков.
Синдром Дауна (СД) вызван лишней, третьей копией 21-й хромосомы и характеризуется умственной отсталостью, врожденными пороками сердца, заболеваниями желудочно-кишечного тракта и щитовидной железы. Известно, что у пациентов старше 40 лет в мозге наблюдаются амилоидный бляшки и нейрофибриллярные клубки и прогрессирующая деменция, схожая по симптомам с болезнью Альцгеймера. В результате предыдущих исследований удалось установить, что патогенные белки из мозга мартышек с БА и СД при переносе в мозг здоровых животных могут вызывать болезнь нервной системы с инкубационным периодом 4-8 лет.