Клетки избавляются от вредного для них «мусора» с помощью процесса аутофагии. Если какая-либо часть процесса происходит со сбоями, то отходы накапливаются внутри клеток, в конечном счёте убивая их. С возрастом способность перерабатывать вредные отходы снижается. Данные полученные в ходе исследования, проведённого в Пенсильванском университете, свидетельствуют о том, что ухудшение процесса аутофагии в нейронах может быть фактором риска для развития ряда нейродегенеративных заболеваний, таких как боковой амиотрофический склероз, болезнь Альцгеймера и болезнь Паркинсона. В настоящее время также существует мнение, что ухудшение качества процесса аутофагии делает нейроны более уязвимыми для генетических или экологических факторов риска.
Важность процесса аутофагии для организма была отмечена в 2016 году Нобелевской премией по физиологии и медицине.
В начале процесса клеточный органоид, называемый аутофагосомой, поглощает неправильно свернутые белки или поврежденные части клетки, изолируя эти отходы в структуре, напоминающей мусорный пакет. Затем аутофагосома сливается с лизосомой, которая содержит ферменты, необходимые для расщепления мусора, что позволяет компонентам рециркулировать и повторно использоваться. Такой незамысловатый процесс обеспечивает здоровье нейронов, но при его нарушениях они погибают.
Учёные оценили частоту аутофагии в нейронах мышей во время старения и выявили значительное уменьшение количества произведенных аутофагосом, а также явные дефекты в их структуре.
Ранние стадии формирования аутофагосом проходили без изменений, но при этом случались частые задержки в их формировании, а те аутофагосомы, которые всё-таки образовывались, были деформированы. Подобные дефекты ведут к скоплению токсичных структур в синапсах нейронов. В других исследованиях процесса аутофагосомы с неправильно сформированными мембранами можно было обнаружить у мёртвых людей в тканях мозга, полученных от доноров с нейродегенеративными заболеваниями.
Также важно отметить, что включение белка WIPI2B у старых мышей восстанавливает формирование аутофагосом в нейронах, возвращая процесс выведения мусора в рабочее состояние. При этом, когда учёные выключали белок в нейронах молодых мышей, образование аутофагосом останавливалось. По мнению учёных, WIPI2B представляет собой новую мишень для лечения возрастной нейродегенерации.
Статья Stavoe et. al Expression of WIPI2B counteracts age-related decline in autophagosome biogenesis in neurons опубликована в журнале eLife.
Елена Панасюк, портал «Вечная молодость» vechnayamolodost.ru по материалам Penn Medicine News: Taking out the Protein Garbage Becomes More Difficult as Neurons Age
