Представлены новые индикаторы старения.

Предложена новая концепция измерения индивидуального риска развития возрастных заболеваний.

Может ли измерение скоплений белка в наших клетках стать новым способом определения нашего риска развития возрастных заболеваний? Профессор Дороти Дорманн (Dorothee Dormann) и профессор Эдвард Лемке (Edward A. Lemke) из Университета Йоханнеса Гутенберга в Майнце (JGU), которые также являются адъюнкт-директорами Института молекулярной биологии (IMB) в Майнце, предлагают концепцию «часов агрегации белков» для измерения старения и здоровья в совместном  пресс-релизе Института молекулярной биологии, опубликованной в Nature Cell Biology.

С возрастом ДНК и белки, из которых состоит наш организм, постепенно претерпевают изменения, из-за которых наш организм больше не работает так хорошо, как раньше. Это, в свою очередь, делает нас более склонными к возрастным заболеваниям, таким как сердечно-сосудистые заболевания, рак и болезнь Альцгеймера. Одним из важных изменений является то, что белки в наших клетках иногда могут неправильно сворачиваться и слипаться, образуя агрегаты, так называемые амилоиды. Неправильное свертывание и агрегация могут происходить с любым белком, но особая группа белков, известная как внутренне неупорядоченные белки (IDPL), особенно склонна к образованию амилоидов. IDL составляют около 30 процентов белков в наших клетках, и для них характерно отсутствие фиксированной структуры. Вместо этого они гибкие и динамичные, болтающиеся, как нити приготовленных спагетти.

Хотя молекулярные механизмы широко обсуждаются и являются важным аспектом фундаментальных исследований, ученые знают, что агрегаты, образующиеся из ВПЛ, имеют тенденцию накапливаться во многих долгоживущих клетках, таких как нейроны или мышечные клетки, с возрастом. Более того, они могут вызывать многие возрастные заболевания, особенно нейродегенеративные, такие как болезнь Альцгеймера и Паркинсона. Таким образом, наличие большого количества агрегатов в клетке может быть показателем того, насколько нездорова клетка или есть ли вероятность того, что у человека в ближайшее время разовьется возрастное заболевание. В своей недавно опубликованной статье Дорманн и Лемке предлагают использовать агрегацию IDP в качестве биологических "часов" для измерения здоровья и возраста человека.

Если их доработать до чувствительного диагностического теста, часы агрегации белка могут оказаться чрезвычайно полезными. Во-первых, врачи могли бы использовать его для диагностики возрастных заболеваний на самых ранних стадиях или выявления людей, которые еще не больны, но с возрастом подвергаются более высокому риску развития заболеваний. Это позволило бы проводить профилактическое лечение до того, как у них разовьется тяжелое заболевание. Во-вторых, ученые могли бы использовать это для оценки эффекта новых экспериментальных методов лечения по снижению агрегации белка с целью предотвращения или отсрочки возрастных заболеваний.

«На практике мы все еще далеки от рутинного диагностического теста, и важно, чтобы мы улучшили наше понимание фундаментальных механизмов, ведущих к агрегации IDP», – сказала Дорманн. 

– Тем не менее, мы хотим стимулировать мышление и исследования в направлении изучения агрегатов белков для измерения процессов биологического старения», – добавил Лемке. 

– Мы с оптимизмом смотрим на то, что в будущем мы сможем преодолеть текущие проблемы, связанные с измерением часов агрегации белков, путем проведения дополнительных исследований динамики ВПЛ и дальнейших технологических разработок».

Хотя существуют и другие "часы" для измерения старения и здоровья, большинство из них основаны на нуклеиновых кислотах, таких как ДНК. Дорманн и Лемке считают, что биологические часы на основе белков были бы полезным дополнением к этим существующим часам, поскольку белки являются одними из наиболее распространенных молекул в клетках и имеют решающее значение для всех клеточных функций. Они надеются, что с помощью таких часов агрегации белков ученые и врачи смогут на шаг приблизиться к тому, чтобы помочь людям стареть здоровым образом и предотвратить возрастные заболевания.

Своими исследованиями Дороти Дорманн и Эдвард Лемке вносят свой вклад в Центр здорового старения (Center for Healthy Aging, CHA), виртуальный исследовательский центр, открытый в 2021 году. CHA объединяет ученых, занимающихся фундаментальными и клиническими исследованиями со всего Майнца, которые занимаются проблемами старения и возрастных заболеваний. Их результаты будут использованы для содействия здоровому старению и поиска методов лечения, которые помогают предотвратить или излечить возрастные заболевания.Визуализация часов агрегации белка.

Источник: Nature Cell Biology 7 июня 2024