Российские ученые раскрыли механизм усиления обмена кальцием в нейронах

Российские ученые сделали значительный шаг в понимании механизмов, связанных с обменом кальцием в нейронах, что может открыть новые горизонты в лечении нейродегенеративных заболеваний, таких как болезнь Альцгеймера, 20 января пишут «Известия». Исследование, проведенное специалистами Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого, выявило уникальные свойства белка, который усиливает обмен кальцием между клетками мозга. Это открытие обещает не только укрепить нейронные связи, но и вернуть утраченные способности памяти и мышления у пациентов. В ходе экспериментов ученые изучили клеточную культуру нейронов гиппокампа — области мозга, отвечающей за память. Используя новейшие методы исследования, они обнаружили новый механизм формирования кластеров белков, способствующих обмену кальцием. «Нас заинтересовали данные некоторых исследований, посвященных действию кластеров одного из белков в не нейрональных клетках человека», — поделилась заведующая научно-исследовательской лабораторией анализа биомедицинских изображений и данных СПбПУ Екатерина Пчицкая. Это открытие стало возможным благодаря инновационному подходу: нейроны были помещены в специальный гель и растянуты, что увеличило их размер почти в три раза и позволило увидеть ранее недоступные детали. Ученые также смогли определить функцию одной из органелл синапсов нейронов, что ранее оставалось загадкой. В результате их работы стало очевидно, что белок второго типа, находящийся в зрелых нейронах, ведет себя совершенно иначе по сравнению с белками первого типа из других клеток. В отличие от первых, которые ослабляют обмен кальция при взаимодействии с тубулиновым цитоскелетом, белок второго типа способствует его усилению. Это открытие подчеркивает важность различий в механизмах действия белков, несмотря на их структурное сходство. На модели болезни Альцгеймера исследователи продемонстрировали, как нейрональный белок способствует укреплению синапсов — межклеточных связей между нейронами. Стимулируя образование кластеров с помощью микротрубочек цитоскелета, ученые обнаружили, что кальций активнее проникает в клетки, увеличивая количество синапсов и способствуя восстановлению структуры нейронов. «Они могут противостоять токсичности и становятся больше похожи на нормальные клетки», — отметила Пчицкая. Обмен кальцием играет ключевую роль не только в нейрональных клетках, но и во всех клетках человеческого организма. Без него невозможно осуществление передачи сигнала, что критично для работы памяти и мышления. Кальций, проникая в синапсы, запускает каскад реакций, который изменяет нервные отростки, обеспечивая пластичность мозга. Это открытие подчеркивает важность изучения механизма обмена кальцием для разработки новых терапий. Использование нового метода экспансионной микроскопии стало настоящим прорывом в исследовании нейронов. Этот метод позволяет значительно увеличивать образцы и детально изучать процессы, происходящие внутри клеток. Растягивая образец в специальном геле, ученые смогли достичь увеличения почти в три раза, что открыло новые горизонты для визуализации клеточных структур. Несмотря на многообещающие результаты, путь от лабораторных исследований до клинического применения может занять много лет. Однако полученные данные уже сейчас дают надежду на создание новых эффективных препаратов для лечения болезни Альцгеймера и других нейродегенеративных заболеваний. glavno.smi.today