Анализ плазмы крови более 10 тысяч пациентов с нейродегенеративными заболеваниями помог выявить почти тысячу белковых «отпечатков», объединяющих болезни Альцгеймера, Паркинсона и лобно-височную деменцию — несмотря на их внешние различия.
В развитие нейродегенеративных заболеваний, как известно, вовлечено множество белков, а обнаружить их можно в плазме крови. Однако какие именно белки характерны для одного заболевания, а какие — общие для двух или более недугов, до сих пор оставалось неясным, что существенно осложняло диагностику.
Авторы новой научной работы, опубликованной в журнале Nature Medicine, изучили 10 527 образцов плазмы крови пациентов с болезнью Альцгеймера, болезнью Паркинсона и лобно-височной деменцией (ЛВД). По итогу ученые под руководством Карлоса Кручага (Carlos Cruchaga) из Вашингтонского университета (США) выявили белковые «отпечатки» для каждого недуга, получив своего рода молекулярную «карту» нейродегенерации.
Наибольший «след» в крови оставила болезнь Альцгеймера: у пациентов с этим диагнозом обнаружили более пяти тысяч специфических белков. Для болезни Паркинсона их было меньше — около 3,7 тысячи, а для ЛВД — 2,3 тысячи. Общими для всех заболеваний стали 996 белков, включая SMOC1 — белок, который ранее связывали исключительно с болезнью Альцгеймера, а теперь отнесли к общим биомаркерам нейродегенерации.
При этом молекулярные «пейзажи» различались между собой: «следы» болезней Альцгеймера и Паркинсона практически не пересекались, однако «отпечатки» ЛВД и болезни Паркинсона были схожи. Это, по мнению ученых, объясняет, почему симптомы при болезни Паркинсона и ЛВД напоминают друг друга.
Исследователи также выявили характерные для болезни Альцгеймера белки — в крови пациентов с этим диагнозом было больше проапоптотических белков, например, CASP3, CASP7 и CASP8, которые запускают клеточное самоуничтожение. У пациентов с Паркинсоном, в свою очередь, обнаружили сбои в системе деградации белков (убиквитинирование), а для ЛВД были характерны сигналы, связанные с тромбоцитами и сосудистой дисфункцией. Значит, при разных типах деменции под ударом оказываются различные области и нейроны.
Нашелся для каждого недуга и собственный молекулярный «управляющий»: белок RPS27A — для болезни Альцгеймера, для Паркинсона — IRAK4, для ЛВД — MAPK1. Именно эти молекулы влияли на десятки других белков и определяли развитие патологии.
Диагностические модели, разработанные на основе полученных данных, позволили определить тип деменции с точностью более 80%. Это означает, что разработка неинвазивных тестов, способных заменить ПЭТ-сканирование и спинномозговую пункцию для диагностики нейродегенеративных заболеваний, уже не за горами.