Американські вчені довели, що хромосомні перебудови Alu-повторів у гені TOMM40 потенційно дозволяють прогнозувати мітохондріальні патології, які характерні для ранніх стадій хвороби Альцгеймера. Стаття опублікована у журналі Alzheimer's & Dementia.

Хвороба Альцгеймера, або сенільна деменція, являє собою вікове нейродегенеративне захворювання, яке виражається у поступовому розпаді психічних функцій і веде до смерті. За даними Організації Об'єднаних Націй (ООН), у 2006 році у світі було зафіксовано понад 26 мільйонів випадків хвороби. Незважаючи на її поширеність, способів лікування цієї форми деменції не існує. Минулі роботи дозволили виявити безліч генів-кандидатів, пов'язаних з ризиком хвороби Альцгеймера, проте у випадках окремих локусів їхня пояснювальна сила не перевищує чотирьох відсотків.

Етіологія захворювання також залишається неясною. Домінуючою є гіпотеза, що пов'язує розвиток хвороби Альцгеймера з накопиченням у мозку нейрофібрилярних клубків та амілоїдних бляшок, які «склеюють» нейрони і порушують їхню роботу. «Амілоїдна» гіпотеза підтверджується багатьма спостереженнями, проте експериментальні препарати, розраховані на руйнування бета-амілоїдних утворень, вже неодноразово зазнавали невдачі під час випробування на людині. Так, у листопаді 2016 року третю фазу клінічних досліджень провалив соланезумаб.

У 2004 році фахівці Університету системи охорони здоров'я Віргінії в якості альтернативи запропонували «гіпотезу мітохондріального каскаду». Справа у тому, що на відміну від інших клітин, більшість нейронів після народження організму припиняють поділ, що підвищує ризик накопичення «помилок» в їхніх мітохондріях. Відповідно до цієї гіпотези, мітохондріальні патології спричинюють енергетичний голод і загибель нервових клітин і, як наслідок, призводять до нейродегенеративних захворювань.

До недавнього часу те, як мітохондрії скорочуються з віком, було невідомо. Але у 2009 році група американських неврологів виявила кореляцію між ризиком хвороби Альцгеймера, геном транслокази зовнішньої мітохондріальної мембрани 40 (TOMM40) та Alu-повторами — мобільними генетичними елементами, хромосомні перебудови яких (на інтронах 6 і 9 TOMM40) спричинюють порушення аденін-інозин редагування РНК і зв'язуються зі спадковими захворюваннями людини. Зокрема, некодуюча область TOMM40, включаючи Alu-повтори, мала різну довжину.

У новій роботі вчені з Університету Дьюка перевірили число мобільних елементів у 1145 генах, що кодують мітохондріальні білки, і в 8973 випадкових генах сірого мишачого лемура (Microcebus murinus) — кяк і людина, цей вид приматів може відчувати симптоми, характерні для хвороби Альцгеймера. Після цього показник порівняли з іншими видами лемурових (Lemuridae). Результати довели, що число Alu-повторів у гені TOMM40 сірого мишачого лемура було вище, ніж в інших представників родини. Згідно моделювання, надлишок Alu-повторів обмежував експресію гена, що спричинило усічення амінокислотної послідовності його транскрипта. Водночас 3'-кінець молекули РНК довжиною 335 послідовностей (за норми 361 послідовність) збігався з AluY-повтором на інтроні 9.

Відомо, що множинні вставки Alu-повторів у генах, що кодують мітохондріальні білки, зв'язувалися з нейродегенеративними захворюваннями і раніше. Так, надлишок ретротранспозонів на ділянці гена ABCD1 був виявлений у пацієнтів з адренолейкодистрофією, а в гені OPA1 – у пациентів з домінантною атрофією зорового нерва. На думку авторів, це свідчать про те, що перебудови в Alu-повторах, які редагують транскрипти мітохондріальних генів, ймовірно, є загальним маркером патологій центральної нервової системи (ЦНС). Надалі аналіз таких мобільних елементів може допомогти у ранній діагностиці хвороби Альцгеймера та її лікуванні.

В останні роки різними групами дослідників були запропоновані перспективні методи лікування хвороби Альцгеймера. Так, експерименти продемонстрували, що сповільнити погіршення пам'яті таким пацієнтам можна шляхом пригнічення нікотинових рецепторів, а для профілактики сенільної деменції підходять кофеїн, читання фентезі і спеціальні відеоігри.