Регулятор утилизации отходов спасает клетки, не справляющиеся с "мусором"

Для поддержания чистоты и безопасности клеткам, как и нашему дому, необходимы механизмы утилизации отходов и изношенных белков. Сбой этих процессов ведет к накоплению токсичного "мусора". Новое исследование, опубликованное 1 сентября в журнале Developmental Cell, описывает главный регулятор внутриклеточной переработки и удаления отходов, предлагая альтернативную стратегию лечения связанных с этим нарушений.

Основные структуры, отвечающие за деградацию и переработку отходов, — лизосомы. Они захватывают "мусор" и расщепляют его мощными ферментами. Сбой этого процесса вызывает лизосомные болезни накопления (LSDs), характеризующиеся прогрессирующим накоплением отходов и часто сопровождающиеся нейродегенерацией. Лизосомы также участвуют в "лизосомном экзоцитозе": они перемещаются к внутренней поверхности клетки и, сливаясь с мембраной, выбрасывают содержимое наружу.

"Хотя основные этапы лизосомного экзоцитоза были известны, о его регуляции было мало информации", — говорит старший автор работы доктор Андреа Баллабио. Ученые из Telethon Institute of Genetics and Medicine (Италия) обнаружили способ использовать этот механизм для избавления от токсичных отходов.

Исследователи опирались на свое предыдущее открытие: производство лизосом и их способность расщеплять отходы регулируются транскрипционным фактором EB (TFEB), активация которого снижает накопление патогенного белка в клеточной модели болезни Хантингтона. В новой работе они проверили, регулирует ли TFEB также и лизосомный экзоцитоз.

TFEB модулировал лизосомный экзоцитоз, увеличивая количество лизосом у клеточной мембраны и способствуя их слиянию с ней. Ключевой результат: индукция лизосомного экзоцитоза за счет повышенной активности TFEB спасала клетки в нескольких моделях LSDs, уменьшая патологическое накопление.

"Наши данные показывают, что лизосомный экзоцитоз регулируется TFEB", — заключает доктор Баллабио. — "Хотя эти стратегии потребуют долгосрочных исследований на животных моделях, наши результаты указывают, что лизосомный экзоцитоз можно использовать для очистки клеток при лизосомных болезнях накопления, что предлагает альтернативный путь для лечения LSDs и распространенных нейродегенеративных расстройств".