Исследование помогает раскрыть молекулярные секреты дегенерации желтого пятна

Исследования под руководством профессора Sanford Burnham Prebys Франчески Марасси, доктора философии, помогают раскрыть молекулярные секреты дегенерации желтого пятна, которая вызывает почти 90% всех возрастных потерь зрения. Исследование, недавно опубликованное в журнале Biophysical Journal , описывает гибкую структуру ключевого белка крови, участвующего в дегенерации желтого пятна и других возрастных заболеваниях, таких как болезнь Альцгеймера и атеросклероз.

Белки в крови находятся под постоянным и изменяющимся давлением из-за различных путей течения крови по всему телу. Например, кровь течет медленнее через мелкие кровеносные сосуды в глазах по сравнению с более крупными артериями вокруг сердца. Белки крови должны быть в состоянии реагировать на эти изменения, и это исследование дает нам фундаментальные истины о том, как они адаптируются к окружающей среде, что имеет решающее значение для нацеливания на эти белки для будущих методов лечения».

Франческа Марасси, доктор философии, профессор, Sanford Burnham Prebys

В нашей крови сотни белков, но исследователи сосредоточились на витронектине, одном из самых распространенных. Помимо того, что витронектин циркулирует в крови в высоких концентрациях, он обнаруживается в каркасах между клетками и также является важным компонентом холестерина.

Витронектин играет ключевую роль во многих возрастных заболеваниях, но для команды Марасси наиболее многообещающей целью является дегенерация желтого пятна, от которой страдают 11 миллионов человек в Соединенных Штатах. Ожидается, что к 2050 году это число удвоится.

«Этот белок является важной мишенью для дегенерации желтого пятна, поскольку он накапливается в задней части глаза, вызывая потерю зрения. Подобные отложения появляются в мозге при болезни Альцгеймера и в артериях при атеросклерозе», — говорит Марасси. «Мы хотим понять, почему это происходит, и использовать эти знания для разработки новых методов лечения».

Чтобы подойти к этому вопросу, исследователям было интересно узнать, как белок меняет свою структуру при разных температурах и под разными уровнями давления, приближаясь к тому, что происходит в организме человека.

«Определение структуры белка — самая важная часть определения его функции», — добавляет Марасси.
Благодаря подробному биохимическому анализу исследователи обнаружили, что белок может слегка изменять свою форму под давлением. Эти изменения заставляют его легче связываться с ионами кальция в крови, что, как предполагают исследователи, приводит к накоплению кальцифицированных отложений бляшек, характерных для дегенерации желтого пятна и других возрастных заболеваний.

«Это очень тонкая перестройка молекулярной структуры, но она оказывает большое влияние на то, как функционирует белок», — говорит Марасси. «Чем больше мы узнаем о белке на структурном и механистическом уровне, тем больше у нас шансов успешно воздействовать на него с помощью лечения».

Эти структурные идеи упростят разработку методов лечения дегенерации желтого пятна, поскольку это позволит исследователям и их партнерам в биотехнологической отрасли создавать антитела, которые избирательно блокируют связывание белка с кальцием, не нарушая его другие важные функции в организме.

«Потребуется некоторое время, чтобы превратить его в клиническое лечение, но мы надеемся, что через несколько лет у нас будет работающее антитело в качестве потенциального лечения», — говорит Марасси. «И поскольку этого белка так много в крови, у этого нового знания могут быть и другие интересные применения, о которых мы даже не знаем».