В журнале Natural Science Review ученые Объединенного института ядерных исследований представили обзор статей, посвященных изучению причин болезни Альцгеймера на молекулярном уровне. Этот недуг является наиболее распространенным случаем деменции и одной из самых сложных нейродегенеративных патологий – медленно прогрессирующих болезней нервной системы, возникающих вследствие дегенерации и гибели определенных групп нейронов.

С 2019 года ученые ОИЯИ ведут работу по изучению свойств клеточных мембран и клеточных взаимодействий, взяв за основу одну из наиболее распространенных теорий возникновения болезни Альцгеймера – бета-амилоидную. Белок под названием «бета-амилоидный пептид» (Аβ) может образовывать токсичные агрегаты (бляшки), которые накапливаются в тканях мозга, нарушая работу нервных клеток. Механизмы, запускающие этот процесс, до сих пор остаются не до конца изученными.

Обзор, представленный в новом журнале ОИЯИ, посвящен изучению взаимодействий между липидами (жирами и жироподобными веществами, содержащимися во всех живых клетках) и пептидами. В частности, пептид Аβ (фрагмент 25-35) вызывает реорганизацию липидных мембран – основных компонентов внешнего защитного слоя клетки – клеточной мембраны – в условиях, имитирующих доклиническую стадию болезни Альцгеймера, когда разрушительные процессы уже начинаются, но симптомы еще не проявляются.

Недавние исследования показывают, что Аβ-пептид взаимодействует с липидными мембранами нервных клеток, даже находясь в относительно низких концентрациях. Это взаимодействие может вызывать изменения в структуре мембран, нарушая их функции и создавая условия для прогрессирования болезни.

Самоорганизующиеся структуры маленьких однослойных везикул и дисков после моделирования. Липидные цепи представлены серым цветом, головные группы липидов — синим, а молекулы Aβ(25-35) – красным. Молекулы воды не показаны для лучшей визуализации

Для изучения этих процессов применяются современные методы прикладной ядерной физики. Методы рассеяния позволяют исследовать надмолекулярные агрегаты, а спектроскопия позволяет получить информацию на молекулярном уровне. Наконец, компьютерное моделирование методом молекулярной динамики предоставляет детали, недостижимые экспериментальными подходами.

Последние открытия подтверждают: взаимодействие Аβ-пептида с липидными мембранами может быть ключевым фактором в развитии болезни Альцгеймера. Глубокое понимание этих процессов приближает ученых к созданию новых методов профилактики и лечения этого сложного заболевания.

Статья «Lipid membrane destabilization induced by amyloid-beta peptide in the systems mimicking preclinical Alzheimer’s disease» была опубликована в № 2 журнала Natural Science Review в 2025 году. Авторы – сотрудники ОИЯИ Сергей Куракин, Александр Иваньков, Татьяна Муругова (ЛНФ), Дина Бадреева (ЛИТ), Эрмухаммад Душанов (ЛРБ), Елена Ермакова, Александр Куклин и Норберт Кучерка (ЛНФ).