Білок хвороби Хантінгтона потрібен для правильного розвитку мозку

Без нормального білка хантінгтіна синапси в мозку, який розвивається спочатку стрімко формуються, а потім так само стрімко руйнуються.

Хвороба Хантінгтона, як і інші нейродегенеративні захворювання, розвивається через мутантного білка хантінгтіна. Мутація робить цей білок токсичним, нейрони починають гинути, що проявляється в безлічі симптомів: людині стає важко контролювати руху, погіршується пам'ять і здатність до концентрації, посилюється депресивність і агресивність. Як зазвичай буває при таких хворобах (до яких відносяться і синдром Альцгеймера, і синдром Паркінсона), явні психічні симптоми з'являються тоді, коли мозок вже сильно вражений.

Однак кілька років тому нейробіологи з Університету Дьюка раптово виявили, що білок хвороби Хантінгтона залучений в процеси формування нових синапсів. Взагалі до сих пір про нормальних функціях хантінгтіна відомо лише в найзагальніших рисах, тому дослідники скористалися нагодою і спробували глибше вивчити його вплив на мозок. Для цього в корі мозку мишей відключали ген білка і потім дивилися, що буде відбуватися з нейронами на різних етапах розвитку.

На третьому тижні від народження (що приблизно відповідає дворічному дитині) у мишей в мозку траплявся «синаптический вибух» - з'єднання між нейронами у них утворювалися надзвичайно активно. Очевидно, така реакція нейронів пов'язана з величезним потоком зорової та слухової інформації, яка починає надходити в мозок тварини в цьому віці. Однак у мутантних мишей, позбавлених хантінгтіна, формування нових міжнейронних контактів йшло значно швидше, ніж у нормальних.

До п'ятої тижня починалося редагування синапсів: деякі з них посилювалися, деякі слабшали і взагалі зникали. Такий перерозподіл міжнейронних контактів необхідно для правильного налаштування мозку - нейрони позбавляються від непотрібних з'єднань і тим самим оптимізують потоки інформації, які через них проходять. У звичайних, немутантів мишей цей процес йшов як треба. А ось у тварин з вимкненим хантінгтіном деградації піддалися більшість синапсів, незалежно від того, наскільки вони потрібні або не потрібні мозку.

Більш того, відсутність білка вводило клітини в стрес, що особливо було помітно в ділянці кори, який обмінювався даними з смугастим тілом. Стріатум, або смугасте тіло, потрібен для контролю над м'язами, складних рухових реакцій і рефлексів. При хвороби Хантінгтона стриатум страждає одним з перших; але, з урахуванням нових даних, ми можемо сказати, що смугасте тіло взагалі сильно залежить від білка хантінгтіна і тому сильно реагує на все, що з цим білком відбувається. Його відсутність ввергає клітини стриатума в стрес, з іншого боку, мутація в хантінгтіне тут же запускає нейродегенеративні процеси.

Це не перший випадок, коли у білків, залучених в нейродегенеративні процеси, знаходять важливі і корисні функції. Відомо, наприклад, що схожу роботу в синапсах виконує пріонних білок PrP, без якого слабнуть синаптичні контакти; а щодо попередника бета-амілоїду (білка хвороби Альцгеймера) вдалося з'ясувати, що він потрібен для появи і дозрівання нових нейронів. Можливо, правильним чином впливаючи на такі білки, ми зможемо повернути назад руйнівні процеси в мозку, що викликаються мутантними формами цих же білків.