Введение. Нейродегенеративные заболевания (НДЗ) – это гетерогенный класс неврологических расстройств, вызванных прогрессирующим процессом дегенерации нейронов и синаптических связей в центральной нервной (ЦНС) и периферической нервной системах (ПНС). К наиболее распространенным и социально значимым НДЗ [1] можно отнести болезнь Альцгеймера (БА), болезнь Паркинсона (БП) и боковой амиотрофический склероз (БАС) [2, 3]. Невзирая на различия на уровне клинических проявлений данных заболеваний, их объединяет единый патогенетический механизм – нарушение протеостаза с последующим прогрессирующим накоплением в клетке агрегатов патологических белков с измененной конформацией. Такие белковые агрегаты могут иметь различную природу, однако, процесс агрегации и механизм активации ответа на формирование подобных патологических структур являются схожими для всех НДЗ [4]. Данный патологический процесс получил название протеинопатия.

Разные НДЗ характеризуются накоплением специфических белков: β-амилоида и тау-белка при БА [5, 6], α-синуклеина при БП [7,8], а также РНК-связывающих белков (TDP-43, FUS) при БАС и ФТЛД [9, 10, 11]. Эти нейротоксичные агрегаты запускают каскад вторичных нарушений – синаптическую и митохондриальную дисфункции, окислительный стресс и нейровоспаление, что в итоге вызывает гибель нейронов (рис. 1) [12-15].

Современные методы лечения НДЗ в основном облегчают симптомы, но плохо замедляют прогрессирование болезни. Современная конвенциональная терапия – ингибиторы ацетилхолинэстеразы при БА, такие как леводопа при БП, рилузол при БАС – носит симптоматический характер и не влияет на ключевые механизмы нейродегенерации [1, 16-19]. Терапия болезнь-модифицирующими препаратами, такими, как анти-β-амилоидные антитела или антисмысловые олигонуклеотиды, сталкивается с иными трудностями. Их действие высокоспецифично – оно направлено на единственную мишень в клетке или даже конкретную генетическую мутацию, что сильно сужает популяцию потенциальных пациентов [19, 20, 21]. Кроме того, применение этих препаратов часто сопровождается серьезными нежелательными явлениями [19, 22, 23]. При этом даже комбинация одобренных FDA препаратов рилузола и эдаравона при БАС, хотя и модулирует эксайтотоксичность и окислительный стресс, не предотвращает агрегацию патологических белков [18, 24].Таким образом, возникает «терапевтический пробел»: нет универсальных препаратов, воздействующих на ключевое звено многих НДЗ – нарушение протеостаза.

В связи с этим, стратегия, направленная на восстановление клеточного протеостаза, представляет собой перспективный универсальный подход к коррекции ранних звеньев патогенеза. Ключевым элементом поддержания протеостаза в клетке являются молекулярные шапероны, в том числе белки теплового шока [25, 26]. Эти высококонсервативные белки обеспечивают правильное сворачивание полипептидных цепей, предотвращают агрегацию неправильно свернутых белков и способствуют их дезагрегации, а также направлению аберрантных белков на пути их деградации [27, 28, 29]. Важным свойством Hsp70 является его способность при разных патологиях выходить в кровяное русло и служить «сигналом опасности» поэтому этот белок часто называют «chaprokine» [30, 31]. Данные последних лет свидетельствуют, что белки семейства Hsp70 могут взаимодействовать с ключевыми патологическими белками при НДЗ – тау-белком, α-синуклеином, TDP-43 и FUS, оказывая значимый нейропротекторный эффект [32-37]. Следовательно, целенаправленная модуляция активности белков теплового шока, как например Hsp70, является стратегией, способной воздействовать на универсальный механизм протеинопатии, общий для различных НДЗ.

Молекулярные шапероны в системе протеостаза и их роль при нейродегенеративных заболеваниях

При прогрессии БА, БП, БАС и других НДЗ наблюдаются деструктивные изменения, связанные с нарушением фолдинга белков. В связи с этим молекулярные шапероны, обеспечивающие поддержание нативной конформации белков, рассматриваются как важнейший механизм первичной клеточной защиты при НДЗ. Молекулярные шапероны представляют собой высококонсервативные белки, присутствующие во всех живых организмах и выполняющие широкий спектр функций, включая регуляцию белкового гомеостаза, клеточную сигнализацию и транслокацию белков внутри клетки. Белки теплового шока (heat shock proteins, HSPs) могут воздействовать на белки-мишени как на стадии начального фолдинга, так и на протяжении всего их жизненного цикла, модулируя функциональную активность и стабильность [25, 26, 38]. При этом шапероны обычно не несут структурной информации о "правильной" структуре белка, а преимущественно предотвращают энергетически неблагоприятные межмолекулярные взаимодействия, способствуя корректному сворачиванию белков и препятствуя их агрегации. Таким образом, при приобретении белками патологической конформации, характерной для НДЗ, ключевая роль HSPs заключается в распознавании таких белков и обеспечении их рефолдинга или направления в деградационные пути [25].

Надо отметить, что все индуцибельные гены, кодирующие основные белки теплового шока, такие как малые HSPs, Hsp60, Hsp70 и Hsp90, контролируется одним транскрипционным регулятором, называемом «фактор теплового шока» (HSF) [39]. Однако в ходе эволюции были выработаны механизмы, обеспечивающие различный уровень синтеза разных HSP в зависимости от органа и стадии развития [40, 41].

HSP классифицируют в основном по молекулярной массе, выделяя семейства Hsp90, Hsp70 (включая подсемейство Hsp110), Hsp60, Hsp40 (J-доменные белки) и малые HSPs [26, 42].

Важным классом HSP являются АТФ-зависимые фолдазы, которые непосредственно участвуют в процессе сворачивания белков. АТФ-зависимая фолдазная активность, характерная для семейств Hsp60, Hsp70 и Hsp90, обеспечивает рефолдинг неправильно свернутых белков и восстановление их нативной конформации [29]. Например, индуцированная экспрессия белка HSPA1 (семейство Hsp70) у мышей с мутациями в генах APP/PSEN1 – факторах развития БА – снижала уровень провоспалительных цитокинов [43]. Трансгенная сверхэкспрессия HSPA1 и HSPB1 в мышиных моделях БА уменьшала образование сенильных бляшек и положительно влияла на когнитивные функции [36]. У пациентов с БАС наблюдается повышение экспрессии Hsp70 в нейронах префронтальной коры, что, вероятно, отражает компенсаторную активацию стресс-ответа. Однако этого эндогенного повышения недостаточно для остановки нейродегенерации. В то же время в модели дрозофилы сверхэкспрессия Hsp70 оказывает нейропротекторный эффект при токсичности, вызванной TDP-43, что указывает на потенциальную терапевтическую ценность усиления функции Hsp70 [37]. Шаперонная сеть семейства Hsp70 также проявляет нейропротекторный потенциал, снижая уровень нерастворимого TDP-43 в цитоплазме и способствуя его ядерной локализации в клетках человека [44]. С другой стороны нокдаун Hsp70 повышал уровень TDP-43 в нейрональных клетках из-за снижения его клиренса [29].

Активность шаперонов-дезагрегантов, направленая на диссоциацию белковых агрегатов, определяет их потенциальную терапевтическую ценность при протеинопатических НДЗ. В данном контексте особое внимание исследователей привлекает Hsp70, который не только обеспечивают рефолдинг белков-мишеней, но и действуют как дезагрегант, способствуя распаду мутантных белковых комплексов [45]. Hsp70 способен распознавать и связывать гидрофобные области тау-белка и α-синуклеина, которые в нативной конформации экранированы, причем прямое взаимодействие Hsp70 с этими белками может свидетельствовать о развитии патологического протеинопатического процесса. Отмечено также, что при прогрессии БП Hsp70 ко-локализуется с α-синуклеином, и предполагается, что в таких условиях этот шаперон может способствовать дезагрегации фибриллярных структур [29].

Фармакологическая модуляция HSP может в принципе позволить усиливать нейропротекторные функции молекулярных шаперонов. Различные молекулы, такие как карбеноксолон, аримокломол и другие, рассматриваются в качестве возможных кандидатов для модуляции экспрессии Hsp70 [46, 47].

Современные исследования выявляют широкий спектр протеостатических механизмов, благодаря которым HSP реализует нейропротекторные свойства и воздействуют на высокоагрегируемые патологические изоформы белков, характерные для НДЗ [48]. Хотя в настоящее время не существует одобренной болезнь-модифицирующей терапии на основе белков теплового шока, активно исследуется возможность применения HSP-вакцин для индукции эндогенных защитных реакций организма [49]. Наблюдаемые эффекты молекулярных «сопровождающих» подчеркивают высокий потенциал шаперон-ориентированной терапии как перспективного направления для коррекции патологических процессов при нейродегенеративных заболеваниях.

Белки теплового шока Hsp70

Особое внимание в разработке терапевтических стратегий НДЗ, основанных на шаперон-опосредованных механизмах, уделяется семейству белков теплового шока с молекулярной массой 70 кДа как потенциальным антиагрегационным агентам.

Семейство Hsp70 включает множество представителей с различной внутриклеточной локализацией: конститутивный HSC70 (HSPA8) и индуцибельный Hsp70 (HSPA1A/B) в цитозоле и ядре; GRP78 (HSPA5) в эндоплазматическом ретикулуме; а также митохондриальный MtHSP75 [50].

Консервативный Hsp70 состоит из трех доменов: субстрат-связывающего домена (SBD), гибкого линкерного участка (NBD-SBD линкер) и нуклеотид-связывающего домена (NBD). Индуцибельный Hsp70 осуществляет свою шаперонную функцию посредством аллостерических взаимодействий с различными субстратами, которые происходят благодаря скоординированным движениям его субдоменов. Индуцибельный Hsp70 способствует приобретению нативной конформации потенциально токсичных белков, предотвращает их агрегацию и опосредует деградацию поврежденных или патологических изоформ через убиквитин-протеасомную систему [51]. Кроме того, они участвуют в транслокации белков через внутриклеточные мембраны и взаимодействуют с белками сигнальных путей [42]. Важно отметить, что Hsp70, GRP78 и MtHSP75 конститутивно экспрессируются на высоком уровне в физиологических условиях, однако их концентрация, эффективность и специфичность в различных клеточных компартментах могут регулироваться внешними воздействиями и взаимодействием с ко-шаперонами [42]. В частности, окислительный стресс и другие изменения, характерные для НДЗ, могут модулировать функциональное состояние Hsp70 в отношении агрегирующих патогенных белков [52]. Показано также, что активация реакции теплового шока и последующее повышение уровня Hsp70 в клетках оказывает выраженное нейропротекторное действие в моделях НДЗ [53].

Важное преимущество Hsp70 – способность влиять на несколько патогенетических звеньев НДЗ одновременно. Функции Hsp70 включают модуляцию клеточного стрессового ответа, снижение активности микроглии и нейровоспаления, а также стимуляцию сигнального пути BDNF, имеющего критическое значение для поддержания нейропластичности [51, 53]. В частности, у мышей с индуцированной внутриклеточной экспрессией Hsp70 наблюдалось увеличение уровней маркеров зрелых нейронов и микроглиальных маркеров, что свидетельствовало о снижении повреждения нейронов и активации эндогенных защитных систем [54]. Интраназальное введение рекомбинантного человеческого Hsp70 нормализовало также экспрессию генов микроглии, астроцитов и нейронов, нарушенную в различных мышиных моделях БА [55].

Нейропротекторное влияние Hsp70 также демонстрируется на примере стресс-гранул, которые могут служить «каркасом» для формирования патологических белковых агрегатов. Стресс-гранулы, содержащие мутантные изоформы РНК-связывающих белков FUS или TDP-43, утрачивают динамичность и приобретают склонность к необратимой агрегации, что нарушает РНК-метаболизм и способствует гибели нейронов при БАС [56, 57]. Основным механизмом терапевтического потенциала этого молекулярного шаперона при БАС является его способность взаимодействовать с высокоагрегируемыми белками и препятствовать их переходу в нейротоксическое агрегатное состояние [34]. Например, показано, что повышенная внутриклеточная экспрессия Hsp70 у двойных трансгенных мышей, экспрессирующих Hsp70 и мутантный FUS, оказывает более выраженное нейропротекторное действие по сравнению с индуцированной внеклеточной секрецией Hsp70 [54].

Hsp70 влияет на множество звеньев патогенеза НДЗ. Однако причины недостаточности его эндогенной активности для эффективной нейропротекции до конца не ясны. В частности, при БАС, связанном с мутациями в гене FUS, наблюдается снижение экспрессии и активности Hsp70, что объясняет его дисфункциональный ответ [58]. Важно отметить, что данные о снижении экспрессии семейства Hsp70 получены преимущественно из исследований in vitro и invivo [34, 59, 60]. В связи с этим повышение внутриклеточного уровня Hsp70 можно рассматривать как перспективный терапевтический подход при БАС. Однако для реализации нейропротекторного потенциала Hsp70 необходима целенаправленная доставка его функциональной формы внутрь клетки. В некоторых исследованиях было показано, что внеклеточный Hsp70 может вызывать провоспалительный ответ через активацию Toll-подобных рецепторов астроцитов, что может ограничивать его терапевтическое применение в определенных условиях [53, 61]. С другой стороны, в других работах был показан противоспалительный эффект экзогенного человеческого Hsp70 [62, 63]. Было также показано, что при интраназальном введении полноразмерный человеческий рекомбинатный Hsp70 проникает в мозг экспериментальных животных и оказывает значительный протективный эффект на мышиных моделях БА, нормализуя поведение опытных животных и уменьшая уровень бета-амилоида в мозге [64, 65]. С другой стороны, в моделях БАС in vivo трансгенная сверхэкспрессия Hsp70 в нейронах обеспечивает более выраженный нейропротекторный эффект, чем системное интраназальное введение рекомбинантного белка, что, вероятно, обусловлено его ограниченным проникновением через ГЭБ и принципиально иными механизмами действия внеклеточной формы [54, 66].

Семейство белков Hsp70, демонстрирует широкий спектр взаимодействий с патогенными белками при различных НДЗ: ингибирует фибриллогенез Aβ и тау-белка при БА [66-71], взаимодействует с α-синуклеином при БП [72, 73], и, что особенно важно, проявляет высокую активность в отношении РНК-связывающих белков TDP-43 и FUS, патологическая агрегация которых характерна для БАС и лобно-височной деменции [74, 37, 34].

Боковой амиотрофический склероз как модель протеинопатии, опосредованной РНК-связывающими белками

БАС представляет собой не только одну из наиболее тяжелых нейродегенеративных патологий, но и ценную модель для исследования взаимосвязи между нарушением протеостаза и гибелью специфических популяций нейронов. Прогрессирующее поражение двигательных нейронов при этом заболевании приводит к развитию мышечной атрофии, паралича и дыхательной недостаточности, что обусловливает крайне неблагоприятный прогноз – медиана выживаемости пациентов обычно не превышает 3–5 лет с момента появления первых симптомов [75, 76, 77]. Важно отметить, что выживаемость существенно варьирует в зависимости от генетической формы заболевания. FUS-ассоциированный БАС, особенно вызванный мутациями, нарушающими сигнал ядерной локализации, характеризуется более агрессивным течением. Медиана выживаемости при большинстве таких мутаций составляет 2-3 года, а при некоторых (например, P525L) – менее 2 лет с момента появления симптомов [78]. Напротив, некоторые формы SOD1-ассоциированного БАС могут демонстрировать менее агрессивное течение и медленное прогрессирование [18]. Существующие терапевтические стратегии БАС оказывают ограниченное влияние на скорость прогрессирования заболевания, что подчеркивает необходимость разработки принципиально новых подходов, направленных на модуляцию ключевых звеньев патогенеза [18]. Молекулярной основой значительного числа случаев БАС служит патологическое накопление и агрегация РНК-связывающих белков (RBP) (рис. 2). В частности, цитоплазматические включения, содержащие TDP-43, обнаруживаются более чем в 95% случаев БАС, включая большинство спорадических и значительную часть наследственных форм. Мутации в гене FUS, напротив, ассоциированы с относительно редкими, но крайне агрессивными вариантами наследственного БАС, нередко с ювенильным началом и быстрым прогрессированием [76, 78]. Эти белки склонны к патологическим фазовым переходам, при которых обратимые жидко подобные конденсаты трансформируются в нерастворимые агрегаты [78, 79]. Важно отметить, что в контексте БАС образование таких агрегатов рассматривается не как вторичное явление, а как первичное событие, инициирующее каскад клеточных нарушений [11, 78].

Поэтому БАС, связанный с агрегацией FUS и TDP-43, служит удобной моделью для изучения шаперон-опосредованной нейропротекции. Углубленное исследование роли Hsp70 в контексте патологии, связанной с дисфункцией РНК-связывающих белков при БАС, позволяет не только раскрыть потенциальные терапевтические мишени для этого заболевания, но и сформулировать общие принципы коррекции «протеостатических сбоев», которые могут быть применимы и к другим нейродегенеративным заболеваниям, связанным с накоплением токсичных белковых агрегатов.

Молекулярные механизмы нейропротекторного действия Hsp70 при протеинопатиях

Многофункциональность Hsp70 в защите нейронов при БАС проявляется через три взаимосвязанных механизма, которые образуют многоуровневую систему защиты:

1. предотвращение первичной агрегации белков,
2. дезагрегация уже сформировавшихся олигомеров,
3. направление необратимо повреждённых белков на деградацию.

На первом уровне Hsp70 действует как «предохранитель», предотвращая инициацию агрегации. Второй – когда агрегаты уже образовались, Hsp70 пытается их разобрать с помощью механизма энтропийного вытягивания. Третий уровень обеспечивает утилизацию белков, не поддающихся рефолдингу, через интеграцию с системами деградации. Hsp70 тесно связан с системами деградации белков (убиквитин-протеосомной и аутофагией), выступая в роли своеобразной железнодорожной стрелки, которая направляет поврежденные белки на утилизацию через системы деградации.

Предотвращение первичной агрегации

Наиболее действенным и подтвержденным механизмом нейропротекции со стороны Hsp70 считается его вмешательство в самую начальную точку процесса – предотвращение первичной агрегации белков FUS и TDP-43. По сути, Hsp70 действует как молекулярный «буфер», поддерживая динамическое равновесие между обратимыми функциональными конденсатами и необратимыми цитотоксичными агрегатами. Данный механизм реализуется как через ATP-независимую «холдазную» активность, так и посредством ATP-зависимого процесса, при котором Hsp70 устраняет стабильные агрегаты путем преобразования их в нестабильные, развернутые мономерные структуры [80]. Накопленные данные свидетельствуют, что Hsp70 действует как модулятор фазового перехода РНК-связывающих белков [34, 81]. Эти белки в норме участвуют в сборке стресс-гранул – транзиентных жидкостноподобных конденсатов, служащих внутриклеточными хранилищами мРНК и белков в ответ на стресс. Патогенные мутации при БАС, способны запускать неконтролируемый переход подобных жидкостных структур в твердое гелеобразное состояние, что в конечном итоге приводит к формированию нерастворимых включений – агрегатов, содержащих патологические белки FUS и TDP-43 [34, 82, 83].

При стрессе шаперон Hsp70 рекрутируется в ядерные тельца (NBs), образованные белком TDP-43 в процессе жидкость-жидкого фазового разделения (LLPS) [84]. Hsp70 связывается с консервативным регионом (CR) в домене низкой сложности (LCD-домен) TDP-43 [85]. В норме эти жидкоподобные капли являются динамичными и выполняют защитную функцию, однако при патологии TDP-43 может претерпевать необратимый переход из жидкой фазы в твердые амилоидные агрегаты [86]. Hsp70, встраиваясь в капли, выступает в роли «хранителя динамики»: он поддерживает высокую подвижность молекул внутри конденсата и предотвращает преждевременное старение и фибрилляцию LCD-домена [87, 88, 89]. Было показано, что истощение Hsp70 (например, при длительном окислительном стрессе или в результате патогенных мутаций) не нарушает сборку телец, но критически снижает их динамичность, делая клетки более уязвимыми к цитотоксичности TDP-43. При этом, хотя АТФ и ослабляет прямое взаимодействие шаперона с TDP-43, способность Hsp70 подавлять агрегацию сохраняется, что указывает на сложный, но энергетически не строго зависимый механизм контроля качества. Повышение экспрессии Hsp70, напротив, снижает уровень патологической гиперфосфорилированной формы TDP-43, демонстрируя дозозависимый защитный эффект [81].

Особым примером шаперон-опосредованной регуляции TDP-43 служат анизосомы (anisosomes), ядерные конденсаты с уникальной архитектурой, в которых оболочка образована молекулами TDP-43, а ядро Hsp70 [89]. Формирование анизосом зависит от АТФ и функциональной активности Hsp70: ингибирование Hsp70 или снижение уровня АТФ вызывает разрушение анизосом и последующее образование патологических агрегатов TDP-43 [84]. Эта функция Hsp70 критически важна, поскольку аномальная цитоплазматическая локализация TDP-43 и его захват в агрегаты лишает ядро этого белка, что в свою очередь ведет к нарушению сплайсинга РНК – что само по себе является независимым патогенным механизмом [76]. В цитоплазме Hsp70 предотвращает агрегацию как полноразмерного белка TDP-43, так и его патологического 25 кДа фрагмента TDP-25. Согласно данным in vitro, Hsp70 ко-локализуется с TDP-25, препятствуя образованию видимых агрегатов, однако не снижает количество уже сформированных нерастворимых структур, что указывает на его превентивную, а не дезагрегационную функцию в отношении TDP-25. Этим объясняется парадокс, при котором экзогенная экспрессия Hsp70 уменьшает долю клеток с видимыми включениями, но не влияет на общую концентрацию нерастворимой фракции TDP-43 [76, 90].

Структурные различия во взаимодействии Hsp70 с TDP-43 и FUS объясняется различиями в их доменной организации и механизмах агрегации. TDP-43 содержит альфа-спиральный регион внутри LCD-домена, который является основной точкой связывания для Hsp70. В отличие от этого, у белка FUS Hsp70 связывается с C-концевым доменом, обогащенным Q/N-мотивами, имеющими структурное сходство с прионовыми доменами [34, 74]. Эта особенность может свидетельствовать об эволюционной адаптации Hsp70 к распознаванию различных паттернов неправильного сворачивания белков. Важно подчеркнуть, что защитная функция Hsp70 наиболее эффективна на ранних стадиях заболевания, когда клеточные системы ответа на стресс еще сохраняют свою функциональность. На более поздних стадиях патологического процесса вследствие истощения энергетических ресурсов клетки и повреждения систем шаперонов сам Hsp70 может встраиваться в белковые агрегаты, становясь компонентом патологических включений и утрачивая свою шаперонную активность [53, 58, 91, 92].

Дезагрегационный потенциал Hsp70

Помимо предотвращения агрегации, Hsp70 способен к дезагрегировать уже сформировавшиеся белковые агрегаты. Хотя надо отметить, что практическая эффективность этого процесса в нейронах остается под большим вопросом. Предполагается, что для этого Hsp70 действует в составе многокомпонентного комплекса. В то же время, большинство экспериментальных данных указывают на существенные ограничения этого механизма, особенно в отношении зрелых агрегатов, характерных для НДЗ [93].

Теоретически механизм дезагрегации основан на принципе «энтропийного вытягивания» (entropic pulling). В ходе этого процесса множественные молекулы шаперона, прикрепляясь к агрегату, создают эффект «расталкивания», вытягивая полипептидную цепь (рис. 4).

Предполагается, что размещение множества молекул Hsp70 на поверхности агрегата создает силу, которая постепенно вытягивает полипептидную цепь из плотной структуры, растворяя ее в цитозоле. Сила возникает из-за броуновского движения и стремления шаперона увеличить свою энтропию, отдалиться от поверхности агрегата. Для этого требуется кооперация действий трех типов белков: ко-шаперона Hsp40 (например, DNAJB1), который распознает и рекрутирует агрегат; самого Hsp70, который осуществляет механическое вытягивание; и фактора обмена нуклеотидами (NEF, Nucleotide exchange factors), например, Hsp110, который высвобождает Hsp70 от субстрата, освобождая его для следующего цикла работы [53, 93, 94].

Гидролиз АТФ не является прямым источником энергии для механизма «энтропийного вытягивания», но обеспечивает циклические конформационные изменения Hsp70, необходимые для многократного связывания и высвобождения субстрата. В совокупности с броуновским движением это вызывает энтропийную силу [95] (рис. 5).

Этот механизм получил прямое экспериментальное подтверждение. Было показано, что бактериальный Hsp70 (DnaK) в модельной системе генерирует силу, эквивалентную ~46 пН. В то же время, для эффективного разделения устойчивых фибриллярных структур, таких как амилоиды, данного механизма может быть недостаточно [96]. Согласно современным представлениям, ключевым этапом в разборке амилоидных фибрилл является не прямое вытягивание отдельных мономеров, а разделение связанных протофиламентов (lateral unbundling), когда шапероны, прикрепленные к разным протофиламентам, своими броуновскими движениями создают эффективную расталкивающую силу между ними (~3 пН) [95, 97] (рис. 6).

При этом, согласно расчетам, именно латеральное разворачивание пучков протофиламентов, а не вытягивание из концов фибрилл, является наиболее эффективным механизмом энтропийного вытягивания, однако оно требует работы высокоэффективной шаперонной системы, способной преодолеть энергию связи между протофиламентами [95]. В моделях БАС этот механизм трудно реализовать на практике. Исследования на различных клеточных линиях показали, что оверэкспрессия Hsp70 действительно снижает долю клеток с цитоплазматическими включениями, содержащими С-концевой фрагмент TDP-43 (TDP-25). Тем не менее, не было продемонстрировано полного растворения агрегатов. Более того, было показано, что уровень TDP-25 в нерастворимой фракции не изменялся, что косвенно может являться доказательством неспособности Hsp70 к дезагрегации уже сформированных и устойчивых агрегатов [90]. Проблема усугубляется тем, что многие патологические агрегаты при БАС являются чрезвычайно стабильными и устойчивыми к «разборке». Механизм «энтропийного вытягивания», вероятно, более эффективен для менее структурированных агрегатов, которые могут быть чувствительны к действию шаперонов. Еще одним из ограничивающих факторов может служить скорость ATPазного цикла самого Hsp70. Это ограничение может быть критичным для дезагрегации стабильных агрегатов, требующих множественных циклов работы шаперона [98]. В то же время другие исследования показывают, что Hsp70 необходим для дезагрегации стресс-гранул после прекращения стресса. Ингибирование Hsp70 приводило к задержке рассасывания стресс-гранул, особенно в нейронах с мутацией FUS P525L, что подчеркивает его роль в поддержании динамичности жидкостных структур [99].

Успех деградации уже зрелых агрегатов, гипотетически, должен быть обусловлен не просто высоким уровнем Hsp70, но восстановлением или модуляцией всей шаперонной сети для обеспечения кооперативного действия всех ее компонентов (Hsp40, NEF). Кроме того, на активность Hsp70 влияют посттрансляционные модификации. Например, деацетилирование Hsp70, усиливающееся при стрессе, повышает его рефолдинговую активность [100]. Фосфорилирование Hsp70 (HSPA1A) по Thr-636 усиливает связывание с адаптерным белком HOP (The Hsp70/Hsp90 organising protein), что может направлять субстрат на Hsp70-зависимый рефолдинг [101, 102]. Проведенный анализ данных позволяет заключить, что дезагрегационная активность Hsp70 в контексте БАС носит крайне ограниченный характер. Таким образом, хотя теоретическая возможность дезагрегационной активности существует, практическая реализация этого механизма при БАС является маловероятной без дополнительных терапевтических вмешательств, направленных на усиление всей шаперонной сети и/или модуляцию функции самого Hsp70. Более того, эффективность такого терапевтического вмешательства, возможно будет зависеть от стадии протеинопатии и может быть наиболее эффективна при вмешательстве на ранних стадиях, до формирования устойчивых агрегатов [103]. Если дезагрегация оказывается невозможной, вступает в силу третий механизм: направление необратимо поврежденных белков на деградацию.

Направляющая функция Hsp70, связь с системами деградации

Помимо предотвращения агрегации на ранней стадии и потенциальной дезагрегации, третьим ключевым механизмом нейропротекторной роли Hsp70 является его интеграция в клеточные пути деградации белков, в частности, в убиквитин-протеасомную систему (UPS) и систему аутофагию (рис. 7). Эти системы обеспечивают удаление неправильно свернутых, поврежденных или избыточных белков, и их корректная, своевременная работа критически важна для поддержания протеостаза в долгоживущих клетках, например таких как двигательные нейроны. Hsp70 участвует в контроле и выборе различных путей деградации. Центральным элементом этого контроля служат адаптерные белки, которые взаимодействуют с Hsp70 и определяют судьбу субстрата. Ключевые адаптеры, BAG3 (BCL-2-associated athanogene 3) и CHIP (Carboxy terminus of Hsc70-interacting protein), образуют своего рода «молекулярный переключатель», который направляет Hsp70-зависимые субстраты либо на путь деградации, либо на путь рефолдинга. E3-лигаза CHIP взаимодействует с комплексом Hsp70-субстрат в тех случаях, когда рефолдинг невозможен. CHIP убиквитинирует субстрат, что служит сигналом для его деградации. В зависимости от типа убиквитиновой цепи и размера агрегата белок может направляться в протеасому (K48-убиквитинирование) или, что чаще происходит для крупных агрегатов, в аутофагосомы (K63-убиквитинирование) [104]. BAG3, напротив, преимущественно инициирует шаперон-зависимую селективную аутофагию (CASA, chaperone-assisted selective autophagy). Связываясь одновременно с Hsp70 и динеином, BAG3 обеспечивает транспорт агрегированных белков (например, мутантного SOD1) к агрессомам – специализированным структурам, где они упаковываются в везикулы для последующей деградации в лизосомах [104]. Этот путь деградации особенно важен в контексте БАС. Исследования показывают, что путь BAG3-опосредованной аутофагии активируется на поздних стадиях болезни, возможно, как компенсаторная реакция на накопление токсичных белков в клетке [74, 105, 106, 107].

Белок Hsp70 также взаимодействует и с другими белками протеостаза. Например, белок UBQLN2 (ubiquilin-2), мутации в котором связаны с БАС, способствует связыванию Hsp70 с агрегатами poly-GA (образуются в результате мутации в гене C9orf72), что в дальнейшем позволяет клетке обеспечить их протеасомальную деградацию [108]. Все вышесказанное демонстрирует, что Hsp70 функционирует в составе сложных молекулярных комплексов, каждый компонент которых играет в процессе свою уникальную специфическую роль. Пути деградации в клетке находятся в динамическом балансе и не всегда работают параллельно друг другу. Клетка выбирает наиболее подходящий путь в зависимости от типа повреждения и текущего состояния. Например, на ранних стадиях клеточный стресс может быть преодолен путем рефолдинга белков с помощью Hsp70 и Hsp40. Если же повреждение слишком велико или белок сильно агрегирован, система переключается на путь деградации через BAG3 и аутофагию. Этот переключатель между BAG1 (рефолдинг) и BAG3 (деградация) становится особенно значимым на поздних стадиях болезни и старения [105]. Нарушение этих систем деградации является одной из причин накопления патологических белков при БАС. Мутации в генах, кодирующих компоненты ALP (autophagy-lysosomal pathway) и UPS (ubiquitin-proteasome system), такие как UBQLN2, p62/SQSTM1, TBK1 и OPTN, приводят к нарушению деградации агрегированных TDP-43 и FUS [109].

Эффективность Hsp70 зависит от сети взаимодействий

Механизмы нейропротекторного действия Hsp70 тесно связаны с его взаимодействием с другими компонентами шаперонной системы. Ко-шапероны Hsp40 и нуклеотид-обменные факторы (NEFs) играют ключевую роль в координации работы Hsp70, который функционирует как центральный координирующий узел молекулярной шаперонной сети, тесно взаимодействуя с другими шаперонами, такими как Hsp60, Hsp90 и Hsp100 [110]. Ключевым уровнем регуляции этой сети служат посттрансляционные модификации, в частности фосфорилирование J-доменов ко-шаперонов семейства DNAJA. Например, фосфорилирование консервативного остатка серина (S51) нарушает электростатические взаимодействия, необходимые для стабильного связывания с Hsc70, что может избирательно подавлять дезагрегационную и рефолдинговую активность системы, демонстрируя её высокую способность к тонкой настройке [111]. Ко-шапероны Hsp40 (у млекопитающих представлены семейством J-белков, таких как DNAJB1) являются «детекторами» неправильно свернутых белков. Их основная функция – распознавать и рекрутировать субстраты для Hsp70. Hsp40 содержит так называемый J-домен, который активирует АТФазную активность Hsp70. Эта активация запускает цикл связывания и высвобождения субстрата [53, 93]. Различные Hsp40 распознают специфические последовательности аминокислотных последовательностей, что позволяет Hsp70 отличать различные типы стрессовых повреждений. Например, показано, что ко-шаперон DNAJB2a способствует рефолдингу TDP-43, а не деградации [58]. Другой ко-шаперон, DNAJB6, подавляет агрегацию TDP-43 при тепловом шоке. В то же время, ко-шаперон DNAJB1 вместе с Hsp70 участвует в уменьшении токсичности агрегатов TDP-43 [112]. Взаимодействие с Hsp40 необходимо для дезагрегации и диссоциации стресс-гранул, и его ингибирование приводит к задержке их персистенции [99].

Другой важной группой партнеров Hsp70 являются нуклеотид-обменные факторы (NEF), например, такие как Hsp110. Связывание шапероном субстрата в результате гидролиза АТФ обеспечивают прочную связь Hsp70-субстрат. NEF способствует высвобождению АДФ и связыванию АТФ, что приводит к ослаблению связи Hsp70 с субстратом и его высвобождению. Этот цикл необходим для многократного «использования» Hsp70. В комплексе с Hsp40 и Hsp70, NEF (Hsp110) играет важную роль в дезагрегации агрегатов FUS и TDP-43 [74, 93]. Hsp70 взаимодействует и с более крупными белковыми комплексами, такими как агресомы. Агресомы – это особые клеточные структуры, предназначенные для сбора и деградации аберрантных и агрегированных белков. В процессе сбора основную роль играет адаптерный белок BAG3, который связывает Hsp70 с другими компонентами агресомы, такими как рецептор p62/SQSTM1 и белок динеин, обеспечивая транспорт агрегатов по пути аутофагической деградации. Таким образом, Hsp70 выступает в роли молекулярного «грузчика», который собирает поврежденные белки и передает их на хранение и утилизацию [105, 107]. Наконец, следует упомянуть о важной роли Hsp70 в контексте агрегации, связанной с мутацией в гене C9orf72, которая является самой частой причиной семейного БАС. Мутации в гене C9orf72 приводят к образованию токсичных, коротких агрегатов, известных как DPR (дипептидные повторы), в частности poly-Gly-Ala (poly-GA). В контексте патогенеза БАС и лобно-височной деменции (ЛВД) роль Hsp70 проявляется в нескольких ключевых механизмах. При одной из форм патологии, связанной с образованием агрегатов poly-GA из-за мутации в гене C9orf72, белок UBQLN2 выступает в роли молекулярного адаптера, который обеспечивает эффективное связывание Hsp70 с патологическим белком poly-GA, способствуя его клиренсу [53, 108]. Таким образом, Hsp70 не функционирует как автономный защитный элемент, а является ключевым компонентом гибкой сети поддержания протеостаза, которая в зависимости от контекста и типа патологического белка может задействовать принципиально разные механизмы – от направленной деградации до рефолдинга.

Терапевтические стратегии с использованием системы Hsp70

Несмотря на доказанный нейропротекторный потенциал Hsp70, его терапевтическое применение в настоящее время сопряжено с серьёзными трудностями [53]. Нами были исследованы литературные данные двух основных подходов использования Hsp70 как терапевтического агента: 1. фармакологическое индуцирование эндогенного синтеза нативного белка (оверэкспрессия) и 2. прямое экзогенное введение рекомбинантного белка. Оба подхода демонстрируют нейропротекторный эффект, однако имеют свои особенности, преимущества и в том числе недостатки.

Учитывая эти ограничения, становится очевидной фундаментальная проблема - необходимость целенаправленной доставки терапевтических агентов. Для полной реализации терапевтического потенциала Hsp70 необходимо обеспечить стабильную, длительную и высокоспецифичную экспрессию его функциональной формы непосредственно в цитоплазме пораженных двигательных нейронов, минуя системные эффекты [54]. Это делает классические фармакологические подходы малопригодными [35, 113]. Поэтому перспективным направлением является разработка генотерапевтических средств на основе вирусных векторов. Использование аденоассоциированных вирусов (AAV) позволяет решить большинство озвученных вызовов: 1. преодолеть гематоэнцефалический барьер, например, при интратекальном введении, или использовании тканеспецифичных промоторов, 2. обеспечить высокоспецифичную трансдукцию целевых нейронов за счет подбора серотипа капсида, добиться длительной и контролируемой экспрессии за счет применения клеточно-специфичных промоторов и, как следствие, минимизировать риски системной иммунной активации [114, 115]. Таким образом, задача разработки и оптимизации эффективных и безопасных средств таргетной доставки гена Hsp70, в частности на основе AAV, является не второстепенной, а краеугольной для всей области болезнь-модифицирующей терапии нейродегенеративных расстройств.

Традиционные подходы демонстрируют фундаментальные ограничения, объясняющие их низкую клиническую эффективность. Первый подход, основанный на индукции собственного Hsp70, использует соединения, называемые индукторами теплового шока, которые стимулируют активность транскрипционного фактора HSF1 (HSF1 activators) и, как следствие, увеличивают экспрессию индуцибельных генов HSP, включая Hsp70 [116, 117]. В ранних доклинических исследованиях на мышиных моделях БАС (SOD1 G93A) аримокломол продемонстрировал умеренное увеличение продолжительности жизни, однако эти результаты не подтвердились в последующих работах, а его влияние на агрегацию TDP-43 и FUS остаётся недоказанным [118-121]. Более поздние исследования на клеточных моделях TDP-43 и FUS-протеинопатий не продемонстрировали значимого усиления экспрессии гена HSPA1A аримокломолом, что может быть косвенным свидетельством отсутствия его эффективности в клинических исследованиях [38]. В 2020 году аримокломол получил от FDA статус Fast Track Designation, ускоряющий разработку препаратов для тяжёлых заболеваний [122]. Однако в последующем многоцентровом рандомизированном плацебо-контролируемом исследовании он не продемонстрировал эффективности при БАС [123]. В моделях Drosophila, оверэкспрессия гомолога Hsc70-4 уменьшала двигательные дефекты, вызванные мутантным TDP-43 [124, 125]. Важно отметить, что в некоторых случаях генетическая оверэкспрессия Hsp70 (например, в 10 раз выше нормы) не давала эффекта, в то время как фармакологическая модуляция была успешной [92].

Второй подход – экзогенное применение рекомбинантного человеческого Hsp70 (rHsp70) – также показал многообещающие результаты [63 ,64, 65, 69, 126, 127]. Так, например, исследования на мышиной модели БАС с мутацией G93A SOD1 показали, что внутримышечное или внутрибрюшинное введение rHsp70 значительно увеличивает продолжительность жизни, задерживает начало симптомов и сохраняет моторную функцию, причем rHsp70 практически не проникал в ЦНС (спинной и головной мозг), а локализовался преимущественно в скелетной мускулатуре [127]. Дополнительные данные, полученные на моделях болезни Паркинсона, подтверждают, что экзогенный рекомбинантный Hsp70 способен проникать в нейроны и астроциты, накапливаться в митохондриях и лизосомах и защищать клетки от гибели, ещё раз подчёркивают его терапевтический потенциал как шаперона, способного проникать внутрь клетки [128].

Несмотря на обнадёживающие результаты в доклинических моделях, оба подхода имеют ограничения. Введение рекомбинантного Hsp70 может сопровождаться иммунными реакциями, связанными не столько с чужеродностью белка (при использовании человеческой последовательности), сколько с его внеклеточной сигнальной функцией, способной активировать TLR-рецепторы и провоспалительные пути [129, 130]. В дополнение к этому, например, процесс энтропийного вытягивания требует формирования плотных кластеров шаперонов на поверхности фибриллы. В функционирующих in vivo системах наблюдаются именно такие плотные кластеры, и АТФ-гидролиз нужен не для генерации «силы тяги», а для поддержания этого активного кластера. Это может объяснять, почему простого повышения уровня Hsp70 может быть недостаточно для дезагрегации – система должна быть способна сформировать стабильный, высокоэффективный кластер, а низкая плотность связывания Hsp70 или малый размер кластера делают этот процесс неэффективным, что в свою очередь может объяснять его неспособность справляться со зрелыми, стабильными агрегатами.

Фармакологическая индукция, в свою очередь, может быть неэффективной, если клеточный ответ на стресс (heat shock response, HSR) уже нарушен или истощен, что часто наблюдается на поздних стадиях нейродегенерации [53, 131]. Некоторые исследования показывают, что экзогенный Hsp70, секреция которого не контролируется, может оказывать усугубляющее повреждения действие, что подчеркивает важность целевой доставки в поражённые патологией ткани [132-138].

Несмотря на эти ограничения, Hsp70 остаётся перспективной мишенью, что требует разработки новых стратегий доставки и модуляции его активности. Хотя нейропротекторная роль Hsp70 хорошо описана, литературные данные содержат и противоречия, которые необходимо учитывать для полного понимания его потенциала в качестве терапевтической мишени при БАС. Эти аспекты указывают на то, что механизм действия Hsp70 гораздо сложнее, чем может показаться на первый взгляд, и его эффективность сильно зависит от конкретных условий, включая тип мутации, стадию заболевания и общее состояние клеточного ответа на стресс. С возрастом снижается базовый уровень экспрессии шаперонов, включая Hsp70, что само по себе является фактором риска нейродегенерации [139]. Однако на поздних стадиях болезни, когда клеточный ответ на стресс уже истощен, Hsp70 может быть встроен в патологические агрегаты, образуя инертные, нефункциональные комплексы (epichaperonomes), которые нарушают протеостаз вместо того, чтобы его поддерживать [140]. Это объясняет, почему терапевтические вмешательства, направленные на повышение уровня Hsp70, могут быть эффективны на ранних стадиях, но бесполезны или даже вредны на поздних. Описанная контекст-зависимость эффектов Hsp70 позволяет определить «терапевтическое окно» для Hsp70-ориентированных вмешательств при БАС, ограниченное ранними стадиями заболевания до истощения шаперонной системы [58] и формирования необратимых агрегатов [103, 127].

Хотя Hsp70 может взаимодействовать с широким спектром патологических белков, его эффективность может зависеть от конкретной аминокислотной замены в белке «клиенте». Например, мутации, вызывающие сильную цитоплазматическую мислокализацию FUS, активируют ответ на тепловой шок, в то время как мутации с умеренной мислокализацией – нет. Это говорит о том, что не все мутации приводят к «одинаковому уровню стресса» и, соответственно, к одинаковой потребности в шаперонной активности [99].

Все перечисленные ограничения подчеркивают, что анализ современных данных позволяет рассматривать Hsp70 как мощную и многофункциональную молекулу с огромным, но не безграничным терапевтическим потенциалом в лечении БАС. Его эффективность обусловлена способностью воздействовать на ключевые звенья патогенеза: подавлять первичную агрегацию и секвестрацию FUS, модулировать динамику стресс-гранул, интегрироваться в системы протеасомной и аутофагальной деградации, а также оказывать опосредованное противовоспалительное и нейротрофическое действие. Однако применение стратегий, направленных на усиление функции Hsp70, сопряжено со значительными сложностями и требует крайне тщательного продумывания.

Таким образом, эффекты Hsp70 сильно зависят от контекста. Его нейропротекторная функция может нивелироваться на поздних стадиях заболевания при общем истощении протеостаза, а внеклеточная форма белка способна инициировать нежелательный провоспалительный ответ. Это означает, что успех терапии будет критически зависеть от учета множества факторов: конкретного типа мутации FUS, стадии болезни, возраста пациента и исходного состояния клеточных систем контроля качества белков. Перспективные стратегии, следовательно, будут направлены не на простое глобальное повышение уровня Hsp70, а на его прецизионную модуляцию – обеспечение правильной локализации, времени и уровня экспрессии в сочетании с ко-терапией, поддерживающей функцию всей шаперонной сети и систем деградации. Наконец, существуют и теоретические противоречия. Как уже упоминалось, данные о способности Hsp70 проводить дезагрегацию противоречивы. Эти расхождения могут быть объяснены использованием разных моделей (разные типы агрегатов, условия стресса), но они подчеркивают, что механизм дезагрегации не является надежной и универсальной функцией Hsp70 [90].

Вызовы и ограничения AAV-опосредованной генотерапии Hsp70 при БАС

Несмотря на теоретические преимущества AAV-опосредованной доставки гена Hsp70, данный подход сталкивается с рядом существенных вызовов, которые необходимо учитывать при разработке терапевтических стратегий.

Иммунный ответ на AAV-векторы

Несмотря на сравнительно низкую иммуногенность AAV-векторов [141], их применение для терапии заболеваний ЦНС сопряжено с рисками иммунного ответа. Даже при прямой инъекции в ЦНС наблюдаются капсид-специфические T-клеточные ответы, глиоз, а также инфильтрация иммунных клеток в прилежащие к месту введения структуры. Клинические данные, в частности исследования БАС, подтверждают эту проблему: у пациентов отмечались специфические иммунные реакции на введение вектора AAVrh10 [142].

Дополнительным ограничением служит предсуществующий гуморальный иммунитет, который обнаруживается у многих пациентов вследствие перенесённых в прошлом инфекций [52]. Хотя прямое введение вектора в нервную ткань снижает значимость циркулирующих антител (благодаря барьерной функции ГЭБ) [142], это не устраняет фундаментальное препятствие - невозможность эффективного повторного введения препарата одного и того же вектора. Данное ограничение создаёт серьёзные трудности для разработки долгосрочных терапевтических стратегий, требующих более одной инъекции [52].

Ограничения трансдукции и тканевая специфичность

Ключевым ограничением интрапаренхиматозного метода является ограниченная локализация трансдукции. AAV-векторы инфицируют клетки главным образом в непосредственной близости от места инъекции. Для терапии БАС, при котором поражаются диффузно расположенные двигательные нейроны, это часто означает необходимость в нескольких инъекциях, что увеличивает инвазивность процедуры и потенциальную иммуногенность [52]. Разработка новых серотипов AAV, эффективнее преодолевающих ГЭБ, направлена на решение этой проблемы. Тем не менее, их высокая аффинность к периферическим тканям остаётся побочным эффектом, требующим коррекции [52, 143, 144].

Долговременная экспрессия и необходимость её контроля

AAV-векторы обеспечивают длительную (персистентную) экспрессию трансгена в неделящихся клетках, включая нейроны [52]. Однако постоянная гиперэкспрессия Hsp70 сама по себе может оказывать негативное влияние на клеточный гомеостаз, нарушая тонкий баланс шаперонной сети и потенциально способствуя протеотоксичности [139]. Это обусловливает необходимость разработки систем контролируемой экспрессии (например, индуцибельных промоторов) или тщательного подбора дозы вектора для достижения терапевтического, но не токсического уровня белка.

Таким образом, трансляция AAV-Hsp70 терапии в клинику потребует комплексного решения задач, связанных с иммунными реакциями, эффективностью доставки и точным контролем экспрессии.

Важно подчеркнуть, что в наших исследованиях (данные находятся в стадии подготовки к публикации) было показано, что рекомбинантный человеческий Hsp70 не обладает иммуногенностью и токсичностью при введении лабораторным животным. Это принципиально важный аргумент в пользу безопасности Hsp70 как терапевтического агента, однако он не отменяет необходимости решения задач, связанных с его адресной доставкой.

Заключение. Сегодня нейродегенеративные заболевания, такие как болезнь Альцгеймера, болезнь Паркинсона и особенно боковой амиотрофический склероз, стали одной из главных медико-социальных угроз. Их распространённость растёт из-за старения населения, и прогнозы неутешительны – в будущем НДЗ станут одной из ведущих причин смертности и значительного экономического ущерба для общества [145-148]. Это делает поиск действенных методов лечения задачей первостепенной важности. Проблема в том, что существующие препараты не влияют на первопричины болезни. Они обладают симптоматическим действием, замедляют, но не останавливают гибель нейронов. Для многих НДЗ эффективная терапия отсутствует. Сложность заключается в самой природе этих болезней. Они развиваются из-за множества взаимосвязанных причин – от агрегации токсичных белков и окислительного стресса до нейровоспаления и генетических нарушений. Ситуацию усугубляет сложность ранней диагностики, особенно для БАС. Диагноз часто ставят поздно, когда болезнь уже активно прогрессирует. Раннее выявление могло бы существенно повысить шансы на успех лечения, но действенных методов пока недостаточно [145, 149, 150].

Одно из самых перспективных направлений – генная терапия, которая позволяет напрямую воздействовать на механизмы болезни. Однако даже одобренные препараты часто имеют серьёзные побочные эффекты, а их долгосрочная безопасность остаётся под вопросом [151, 152]. В связи с этим одним из альтернативных путей могут быть мишени внутри самой клетки, воздействие на которые позволяет остановить патологический процесс.

Такой мишенью может быть белок теплового шока Hsp70. Практически при всех НДЗ нарушается протеостаз – система «контроля качества» белков. Hsp70 – ключевой компонент в этой системе. Он способен предотвращать агрегацию мутантных белков, например FUS при БАС, и поддерживать жизнеспособность нейронов. Теоретически усиление его функции могло бы замедлить развитие болезни. Однако одно из главных препятствий – его доставка в пораженные клетки. Чтобы Hsp70 работал, он должен в нужном количестве и надолго оказаться внутри конкретных поражённых нейронов, избегая системных эффектов. Конвенциональные лекарственные формы с этой задачей не справляются. Поэтому перспективным направлением представляются генотерапевтические подходы, которые смогут обеспечить точную, долгосрочную и контролируемую экспрессию Hsp70 прямо в нервных клетках. При этом, представляется, что более ранее вмешательство даст более значимый эффект.

Hsp70 остаётся одной из самых интересных и сложных мишеней для терапии НДЗ. Успех будет зависеть не от простого увеличения его уровня, а от возможности доставить и активировать его в нужное время и в нужном месте.

Информация о финансировании

Исследование выполнено при финансовой поддержке Российского Научного Фонда № 25-74-10084 (2025-2028 рук. Чапров К.Д.) и проведено на оборудовании Центра коллективного пользования ИФАВ РАН.