Гигантская молекулярная карта прокладывает путь к лечению болезней Альцгеймера и Паркинсона.

Нейродегенеративные заболевания, такие как болезнь Альцгеймера и болезнь Паркинсона, от которых страдают 57 миллионов человек по всему миру, представляют собой одну из самых серьёзных угроз общественному здравоохранению в развитых странах, однако ранняя диагностика затруднена, а методы лечения ограничены . После десятилетий исследований их биология хранит множество загадок. Для ускорения понимания был создан Глобальный консорциум по протеомике нейродегенерации ( GNPC ) — организация, финансируемая государственно-частными партнёрствами, государственными учреждениями, фондами и фармацевтическими компаниями. Сегодня консорциум публикует первые результаты масштабной работы, представленные в нескольких исследованиях, опубликованных в журналах Nature Medicine и Nature Aging .

Консорциум, в который внесли свои данные 23 исследовательские группы со всего мира, пытается осмыслить огромный объём информации, полученной из более чем 40 000 образцов жидкостей, таких как плазма крови и спинномозговая жидкость, с помощью которых им удалось провести 250 миллионов измерений белков. Используя все эти данные, они создали карты для сравнения содержания белков при различных нейродегенеративных заболеваниях в больших масштабах, чтобы лучше их диагностировать и бороться с ними.

«Первоначальный анализ, проведённый с использованием первой версии этого набора данных, уже принёс фундаментальные результаты. Они показали, что болезнь Альцгеймера, болезнь Паркинсона и лобно-височная деменция имеют ряд общих путей, связанных с иммунным ответом и воспалением. Однако каждое заболевание также имеет уникальные биологические пути, которые позволяют различать их», — пояснил Карлос Кручага, исследователь из Вашингтонского университета в Сент-Луисе (США) и один из руководителей консорциума.

Например, при болезни Альцгеймера отмечена важная роль белка ARPC2, отвечающего за поддержание формы и структуры нейронов, а при болезни Паркинсона были обнаружены выраженные изменения в иммунном ответе. На первом этапе исследования были также обнаружены белки, которые изменяются за 20 лет до появления первых симптомов, а также были выявлены протеомные профили, связанные со здоровым старением, которые могут помочь нам понять, что защищает от нейродегенерации.

Анализы также выявили связь между старением различных органов и нейродегенеративными заболеваниями. В случае болезни Альцгеймера и лобно-височной деменции было обнаружено, что у некоторых людей мозг выглядит старше, чем должен быть, и они подвержены повышенному риску развития этого заболевания. При болезни Паркинсона также была обнаружена связь со старением мышц, что указывает на то, что нейродегенерация — это не только мозговое явление, но и общее старение.

Анализ белков крови также может помочь понять гетерогенность этих заболеваний. «Есть люди, у которых, несмотря на наличие амилоидного белка в мозге, болезнь не прогрессирует, а есть и те, у кого она прогрессирует, и мы не знаем, чем объясняется эта разница», — объясняет Марк Суарес-Кальвет, исследователь из Барселонского центра исследований мозга βeta (BBRC) и соавтор одного из опубликованных сегодня исследований. «Предварительные данные показывают, что существуют чёткие различия в составе белков крови у людей с прогрессированием и без него», — говорит он.

В одном из исследований также изучалась роль гена APOE ε4, традиционно связываемого с риском развития болезни Альцгеймера, и было обнаружено, что он также играет важную роль в развитии других нейродегенеративных заболеваний, таких как болезнь Паркинсона и боковой амиотрофический склероз (БАС). Исследователи выявили в крови и спинномозговой жидкости людей с этими заболеваниями белковую сигнатуру, характеризующуюся хронической активацией иммунной системы и повышенным воспалением. Это позволяет предположить, что этот ген не только увеличивает риск развития болезни Альцгеймера, но и представляет собой общую биологическую уязвимость, которая в сочетании с факторами образа жизни может спровоцировать развитие различных типов нейродегенеративных заболеваний.

Для улучшения диагностики этих заболеваний была разработана сигнатура из 256 белков плазмы крови для оценки тяжести деменции. Эта сигнатура, включающая биомаркеры, связанные с нейропластичностью и активацией иммунной системы, предполагает, что, помимо клинической диагностики, существуют биологические процессы снижения когнитивных функций при всех этих заболеваниях, которые можно измерить объективно и неинвазивно.

Результаты исследования содержат несколько интригующих выводов. Одно исследование показало, что гематоэнцефалический барьер, защищающий мозг от вредных веществ, с возрастом становится более проницаемым, что позволяет большему количеству белков из крови проникать в мозг. Примечательно, что эта проницаемость была выше у мужчин, хотя известно, что риск развития деменции у женщин выше.

Работа GNPC и представление исходных данных – это лишь начало новой эры в исследованиях подобных заболеваний. Хотя участники имели эксклюзивный доступ к данным в течение года, затем они будут доступны для анализа всему научному сообществу. Большое количество образцов, полученных от больших когорт из разных уголков мира, упростит сравнение результатов, чтобы гарантировать их воспроизводимость и полезность для пациентов. «Это первое описание того, что у нас есть, но самое интересное ещё впереди», – резюмирует Суарес-Кальвет. Ранние биомаркеры для диагностики, новые мишени для более эффективных препаратов и модель прецизионной медицины, адаптированная к индивидуальным особенностям каждого пациента, – вот лишь некоторые из перспектив для группы заболеваний, бремя которых постоянно растёт.

Билл Гейтс, движущая сила консорциума через свой фонд, написал авторскую статью, которая сопровождает научные статьи, опубликованные сегодня в журналах Nature , суммируя суть проекта: «Мы как никогда близки к тому дню, когда диагноз болезни Альцгеймера больше не будет смертным приговором, но только если мы продолжим поддерживать исследователей и содействовать их сотрудничеству».