Обнаружена взаимосвязь сахарного диабета 2 типа и болезни Альцгеймера

Сахарный диабет повышает риск развития многих других недугов – связь с возникновением болезни Альцеймера подтвердилась на молекулярном уровне


Около 120 лет назад американский врач Юджин Линдси Опи впервые обнаружил необычные белковые отложения в поджелудочной железе у пациентов с сахарным диабетом 2 типа. Они  были похожи на те, что выявляются в мозге при нейродегенеративных заболеваниях. Позже указанные отложения были названы островковыми амилоидами. В их основе – крошечные белковые нити, или фибриллы, состоящие из пептидного гормона IAPP. В поджелудочной железе данные отложения способствуют нарушению функции и гибели бета-клеток, вырабатывающих инсулин.

Патологические отложения белков характерны не только для сахарного диабета, но и для ряда заболеваний, таких как болезнь Альцгеймера, болезнь Паркинсона. Ученые из Университета им. Генриха Гейне в Дюссельдорфе и Университета Маастрихта (Германия) объединили свои усилия в применении криоэлектронной микроскопии.  Получение четкого изображения с помощью этого нового метода позволяет изучить отдельные молекулы, расположенные в белковых цепочках, составляющих отложения. В результате оказалось, что структура фибрилл при сахарном диабете 2 типа очень похожа на структуру таковых при болезни Альцгеймера. Исследование было опубликовано  в журнале Nature Structural & Molecular Biology.

«Амилоидные фибриллы интенсивно исследовались в течение многих лет. Однако раньше эти структуры можно было рассмотреть только с очень низким разрешением микроскопа», - объясняет Гуннар Шредер из Университета им. Генриха Гейне в Дюссельдорфе. В 2017 году вместе с коллегами Шредер представил одну из первых в мире трехмерных моделей такой структуры на атомном уровне: это была фибрилла, обнаруживаемая при болезни Альцгеймера и содержащая амилоидный бета-пептид (Abeta).

«В настоящем исследовании нам впервые удалось добиться трехмерной реконструкции фибрилл IAPP, типичных для диабета, в сопоставимом разрешении», - говорит Шредер. Разрешение, достигнутое командой ученых, составило 0,4 нанометра, что находится в пределах величины атомных радиусов и длины атомных связей. В дополнение к другим открытиям, исследователям впервые удалось рассмотреть точное расположение молекул в фибриллах. Построенная модель демонстрирует, как отдельные молекулы IAPP укладываются друг на друга, образуя волокна с S-образным поперечным сечением. Структура схожа с S-образным сворачиванием фибрилл Abeta, типичных для болезни Альцгеймера.

«Полученные данные представляются крайне интересными в виду того, что существует эпидемиологическая связь между болезнью Альцгеймера и сахарным диабетом 2 типа: у пациентов с болезнью Альцгеймера больше риск заболеть диабетом и наоборот», - объясняет Вольфганг Хойер, исследователь из  Университета Генриха Гейне.

Также обнаружены незначительные "примеси"  белков IAPP в амилоидных отложениях пациентов с болезнью Альцгеймера. При появлении таких "примесей" болезнь начинает прогрессировать быстрее, что было продемонстрировано в экспериментах на мышах.

Новая модель фибрилл с высоким разрешением обеспечивает основу для лучшего понимания процесса образования белковых отложений при сахарном диабете. Полученные данные, возможно, помогут также в разработке лекарств, позволяющих устранить причину заболевания - поражение бета-клеток.

«Открытие может стать основой для разработки ингибиторов образования фибрилл», - пояснил Хойер. Подобное лечение способно предотвратить поражение не только поджелудочной железы, но и снизить риск развития болезни Альцгеймера и Паркинсона. Другой подход заключается в разработке заменителей пептида IAPP, не способных к образованию фибрилл. Среди функций, которые выполняет гормон IAPP, - подавление аппетита. Таким образом, его заменители представляют интерес не только для лечения сахарного диабета 2 типа, но также для лечения ожирения.

Источник: http://doi.org/10.1038/s41594-020-0442-4


Еженедельный дайджест "Лечащего врача": главные новости медицины в одной рассылке

Подписывайтесь на нашу email рассылку и оставайтесь в курсе самых важных медицинских событий


поле обязательно для заполнения
поле обязательно для заполнения
поле обязательно для заполнения
поле обязательно для заполнения
Нажимая на кнопку Подписаться, вы даете согласие на обработку персональных данных





Актуальные проблемы

Специализации




Календарь событий:




Вход на сайт