В нашем все более стареющем обществе нейродегенеративные заболевания ложатся тяжелым бременем. Все больше данных связывают дисфункцию митохондрий с некоторыми из наиболее разрушительных форм нейродегенерации, такими как болезнь Паркинсона´болезнь, различные атаксии и несколько периферических невропатий.
Однако, несмотря на стремление найти стратегии предотвращения или остановки нейродегенерации, наше понимание точных событий, лежащих в основе гибели нейронов, вызванной митохондриальной дисфункцией, очень ограничено. «Обычно мы склонны рассматривать нейроны как окончательно дифференцированные клетки с очень ограниченной способностью или вообще без способности адаптировать свой энергетический метаболизм к сложным условиям», – говорит Элиза Мотори, ведущий автор этого исследования. "В отношении некоторых неврологических заболеваний имеется достаточно доказательств того, что митохондриальная дисфункция может переноситься в течение длительных периодов времени. Поэтому мы задались вопросом, могут ли дегенерирующие нейроны активировать программу метаболической устойчивости."
Исследователи разработали инновационный подход к очистке дегенерирующих нейронов из мозга мыши и анализа глобального содержания белка (протеома) в этих нейронах. «Неожиданно протеомные данные показали существование точно скоординированной нейрон-специфической метаболической программы, которая активируется в ответ на митохондриальную дисфункцию», – продолжает Мотори.
Метаболическая перестройка
В частности, авторы определили форму метаболической перестройки (анаплероз цикла Кребса), которая делает нейроны устойчивыми к очень быстро прогрессирующей дегенерации. Ранее считалось, что этот тип метаболической адаптации происходит только в периферических тканях или поддерживающих клетках (глиальных клетках) головного мозга. "Открытие того, что нейроны могут вызывать анаплероз, было не только интригующим, но мы могли дополнительно продемонстрировать, что он играет защитную роль. Когда мы заблокировали анаплероз, нейроны умирали гораздо быстрее, и болезнь обострялась."объясняет Элиза Мотори.
Идентификация определенных форм метаболической перестройки в дисфункциональных нейронах дает новое понимание механизмов процессов, ведущих к нейродегенерации. На основе этих новых результатов авторы надеются, что возможно разработать терапевтические подходы для продления выживаемости нейронов и улучшения функции у пациентов с митохондриальными заболеваниями и другими типами нейродегенерации.