Болезнь Альцгеймера: диагностика, лечение, уход
Шрифт:
Бейройтера невозможно остановить — он устремляется дальше. Сейчас его занимает сам процесс образования амилоидных отложений. Но на его пути стоят не только трудности техники реализации экспериментов. Он постоянно подвергается резким нападкам со стороны конкурентов. Под сомнение ставится направление его поисков. «Я терял уверенность», — вспоминает он. На научных конгрессах и встречах многие коллеги пробовали отговорить его от продолжения работ.
Между тем Бейройтер, по профессии не медик, предпринимает в том же 1984 году то, что у многих его оппонентов вызвало недоумение и снисходительные усмешки.
«После того как
Поставив перед собой задачу не только анализа, но и искусственного синтеза производной амилоидопротеина на основе ДНК, Бейройтер вспоминает: «Я заказал ДНК… амилоидопротеина».
Двойная нить ДНК хромосомы 21 состоит из 50 млн составляющих, т. н. базисных пар. Это соответствует информационному тексту из 50 млн букв. Их точная последовательность будет расшифрована много позже, осенью 2000 года.
А пока, чтобы эти наследственные нити сохраняли свои свойства во время путешествия через Атлантику, они упаковывались в т. н. бактериофаги. По прибытии в Кельн ДНК были изучены. Бейройтер хочет знать, находятся ли в 50 млн составляющих хромосомы-21 какие-либо признаки присутствия структурных образований амилоидопротеина. Поскольку структура амилоидопротеина была им уже расшифрована, можно было пойти путем, обратным тому, который происходит в природе — из «букв» ДНК самому попытаться собрать нужный участок хромосомы, участвующей в образовании амилоидопротеина.
Дефектные гены
Бейройтер предположил, что амилоидопротеин, состоящий всего из 42 аминокислот, не может иметь собственного гена, поскольку гены, несущие в себе наследственную информацию, должны состоять по меньшей мере из 100 аминокислот.
В результате исследований, граничащих по своей изощренности с жонглированием и алхимией, Бенно Мюллер-Хилл, один из коллег Бейройтера, 21 октября 1986 года сумел наконец «поймать» ген амилоида Альцгеймера из наследственной информации 21-й хромосомы с помощью своеобразной «приманки» ДНК. Таким образом, предположение о том, что наследственная информация амилоидного протеина заключена в большем гене, который содержит шифр для синтеза амилоидного предшественника, подтвердилась.
Вскоре дополнительный дефект гена на хромосоме 21 у жертв БА, переданной по наследству, обнаружила другая поисковая группа. Таким образом, хромосома 21 однозначно является хромосомой Альцгеймера.
Итак, вполне своевременно, к 80-й годовщине со дня открытия Альцгеймером болезни, названной его именем, был найден ген, который участвует в ее возникновении.
На встрече, посвященной этой дате, в начале 1986 года в Нью-Йорке неожиданно становится известно, что три американские группы также обнаружили амилоидный ген. С этими результатами ученые вступают в новую молекулярно-биологическую стадию познаний БА.
Ученые определили, что нить ДНК, состоящая из 695 звеньев аминокислот, является рецепторным белком, часть молекулы которого находится внутри клетки, другая ее часть — снаружи.
К 80-й годовщине со дня открытия Альцгеймером болезни, названной его именем, был найден ген, который участвует в ее возникновении.
Тем самым рецепторы служат клетке антеннами для посылки и приема сигнальных веществ, а также средством транспортировки определенных субстанций через мембрану. Эти свойства рецептора — предшественника амилоидного протеина АРР — были проверены и экспериментальным путем. Сокращение АРР происходит от английского «Amiloid Precursor Protein». 24 аминокислоты молекулы находятся всегда в клеточной мембране. 14 из них идентичны аминокислотам амилоида А4-протеина, состоящего из 42 аминокислот.
Более того, Бейройтеру и его коллегам удается синтезировать амилоид Альцгеймера. Искусственные волокна амилоида выглядят в электронном микроскопе действительно очень похожими на те, которые были получены из мозга БА-пациентов.
«Мы имеем теперь продукт, отложение которого мы можем замедлить или даже предотвратить, если у нас хватит для этого фантазии», — мечтает Бейройтер.
После того как в 1986 году был открыт ген БА на 21-й хромосоме, ученые-микробиологи при помощи точной техники ищут и вскоре находят дополнительные генные дефекты, ведущие к БА, на других хромосомах. В гене белкового вещества пресенилин-I на хромосоме 14 обнаружено более 70 различных мутаций, две мутации обнаружены в гене белка пресенилин-2 на хромосоме I. Все эти дефекты ведут к раннему появлению БА.
Люди, которые несут в себе одну из этих мутаций, становятся жертвами заболевания еще до 60 лет. Каждая из этих мутаций генов в большинстве случаев передается по наследству. Это означает, что половина наследников человека, страдающего БА, будет поражена ею, причем в равной мере страдают и мужчины, и женщины.
При дефекте гена молекулы амилоидного предшественника болезнь проявляется примерно в 47 лет и приблизительно через 12 лет ведет к смерти.
Генные мутации белка пресенилин-2 могут действовать до того жестоко, что вызывают БА уже в 28 лет. Иногда болезнь бывает милостива и настигает пострадавшего только в 70-летнем возрасте. Известен случай, когда один пожилой человек из Швеции по своей генетической наследственности должен был стать жертвой БА, однако избежал этого недуга. Тем не менее у него отсутствуют какие-либо признаки этого недуга.
Генетические формы БА проявляются и встречаются очень редко. По разным данным, только от I до 5 % всех больных страдают семейно-наследственной ранней формой болезни. Таким образом, открытие генных дефектов не принесло решения проблемы. Оно служит лишь дальнейшему пониманию процесса образования амилоидного протеина. В этом процессе ученые видят сегодня ключ к разгадке БА.
Все это так, но установившееся мнение о том, что в 90 % всех случаев генетические факторы играют в развитии и возникновении болезни второстепенную роль, может быть теперь поставлено под сомнение результатами последних исследований.
В 2006 году пресса сообщила, что риск заболевания БА, согласно исследованиям международной группы ученых, сравнившей около 12 000 близнецов, в 80 % случаев имеет наследственное происхождение. Все другие авторы рассматривали значительно меньшее число генетических случаев заболевания. Маргарет Гатц (Margaret Gatz) из южнокалифорнийского университета в Лос-Анджелесе, подчеркивает: «Это не означает, что окружающая среда играет лишь незначительную роль — различные внешние факторы наверняка играют определенную роль в возникновении этой все еще неизлечимой болезни».