Изменение активности лизосомальных цистеиновых протеаз плазмы, моноядерных и полиморфноядерных лейкоцитов крови при болезни Альцгеймера

Цель. Изучить уровень активности лизосомальных цистеиновых протеиназ (катепсинов H, B, L) в плазме крови и фракционированных лейкоцитах (полиморфноядерных и моноядерных) пациентов с болезнью Альцгеймера в сравнении с аналогичными показателями у лиц, не имеющих признаков нейродегенерации, как возможный маркер развития и диагностики болезни Альцгеймера.

Материалы и методы. Проведено спектрофлуориметрическое исследование уровня активности катепсинов B, L, H в плазме крови и фракционированных лейкоцитах 22 пациентов с диагнозом «Болезнь Альцгеймера» в сравнении с аналогичными показателями 22 пациентов, сопоставимых по полу, возрасту и сопутствующим заболеваниям с пациентами группы наблюдения, но не имеющих  признаков нейродегенерации.

Результаты. В плазме крови статистически значимо повышена активность всех трех ферментов, в наибольшей степени – активности катепсина Н. В гомогенатах фракционированных лейкоцитов также отмечается статистически значимое повышение активности катепсинов Н, B, L, при этом как в полиморфноядерных, так и в моноядерных лейкоцитах в наибольшей степени изменяется активность катепсина В, наименьшей –катепсина L. Учитывая имеющиеся данные о повышении активности катепсина В в цереброспинальной жидкости пациентов с болезнью Альцгеймера, можно предположить взаимосвязь между состоянием активности лизосомальных протеиназ в центральной нервной системе и периферических клетках крови.

Заключение. Болезнь Альцгеймера ассоциирована с нарастанием активности цистеиновых катепсинов в плазме, полиморфноядерных и моноядерных лейкоцитах периферической крови, что может рассматриваться как один из возможных маркеров развития и диагностики заболевания.

1. Гаврилова С.И. Предементная стадия болезни Альцгеймера: современные подходы к диагностике и фармакотерапии. Доктор.Ру. 2017; 8 (137): 44–49.

2. Бачинская Н.Ю. Болезнь Альцгеймера. Журнал неврологии им. Б.М. Маньковского. 2013; 1: 88–102.

3. Соколик В.В. Болезнь Альцгеймера: генетическая предрасположенность, биохимические механизмы и психические проявления. Украинский вестник психоневрологии. 2007; 3 (52): 101–105.

4. Cermak S., Kosicek M., Mladenovic-Djordjevic A. at al. Loss of cathepsin B and L leads to lysosomal dysfunction, NPC-like cholesterol sequestration and accumulation of the key Alzheimer’s proteins. PLоS One. 2016; 11 (11): e0167428. DOI: 10.1371/journal.pone.0167428.

5. Фурман Ю.В., Смахтин М.Ю. Некоторые функции протеолитических ферментов в норме и при патологии. Актуальные проблемы социально-гуманитарного и научно-технического знания. 2017; 4 (13): 3–4.

6. Андреева Т.В., Лукив У.Дж., Рогаев Е.И. Биологические основы амилоидоза при болезни Альцгеймера. Биохимия. 2017; 2 (82): 226–246.

7. Мальцев А.В., Довидченко Н.В., Утешев В.К. Интенсивный синтез белка в нейронах и фосфорилирование белка предшественника бета-амилоида и тау-белка являются пусковыми факторами амилоидоза нейронов и болезни Альцгеймера. Биомедицинская химия. 2013; 2 (59): 144–170. DOI: 10.18097/pbmc20135902144.

8. Stoka V., Turk V., Turk B. Lysosomal cathepsins and their regulation in again and neurodegeneration. Ageing Research Reviews. 2016; 32: 22–37. DOI: 10.1016/j.arr.2016.04.010.

9. Dhanavade M.J., Parulekar R.S., Kamble S.A. Molecular modeling approach to explore the role of cathepsin B from Hordeum vulgare in the degradation of Aβ peptides. Molecular bioSystems. 2016; 1(12): 162–178. DOI: 10.1039/C5MB00718F.

10. Embury C.M., Dyavarshetty B., Lu Y. Cathepsin B improves ß-Amyloidosis and learning and memory in models of Alzheimer’s disease. Journal of Neuroimmune Pharmacology. 2017; 2 (12): 340–352. DOI: 10.1007/s11481-016-9721-6.

11. Toneff T., Kindy M., Hook V. Brain pyroglutamate amyloid-β is produced by cathepsin protease inhibitor E64d, representing a potential Alzheimer’s disease therapeutic. J. Alzheimers Dis. 2014; 41: 129–149. DOI: 10.3233/JAD-131370.

12. Gold M., El Khoury J. β-amyloid, microglia, and the inflammasome in Alzheimer’s disease. Seminars in Immunopathology. 2015; 6 (37): 607–611. DOI: 10.1007/s00281-015-0518-0.

13. Новиков Д.К. Новикова В.И. Клеточные методы иммунодиагностики. Минск: Беларусь, 1979: 222.

14. Короткова Н.В., Фомина М.А. Лизосомальные цистеиновые катепсины L и H плазмы и лейкоцитов крови при заболеваниях вен нижних конечностей: общие тенденции изменения активности и факторов регуляции. Современные проблемы науки и образования. 2014; 6: 1052.

15. Фомина М.А., Кудлаева А.М., Рябков А.Н. Влияние L-карнитина in vitro на активность лизосомальных цистеиновых протеиназ и состояние лизосомальных мембран. Российский медико-биологический вестник им. академика И.П. Павлова. 2017; 1 (25): 14–20. DOI: 10.23888/PAVLOVJ2017114-20.

16. Фомина Н.В., Фомина М.А. Оценка связи активности лизосомальных цистеиновых протеиназ плазмы крови и показателей эндотелиальной дисфункции у пациентов с заболеваниями вен нижних конечностей. Наука молодых (Eruditio Juvenium). 2014; 1: 60–67.

17. Barrett A.J., Kirschke Н. Cathepsin B, cathepsin H, cathepsinL. Methods in Enzymol. 1981; 80: 535–561. DOI: 0.1016/s0076-6879(81)80043-2.

18. Цыганкова О.В., Руяткина Л.А., Бондарева З.Г. Лизосомальные ферменты. Новый взгляд на фундаментальные материи с позиций кардиолога. Цитокины и воспаление. 2009; 8 (4): 11–17.

19. Горина Я.В., Салмина А.Б., Кувачева Н.В., Комлева Ю.К., Федюкович Л.В., Успенская Ю.А., Морозова Г.А., Демко И.В., Петрова М.М. Нейровоспаление и инсулинорезистентность при болезни Альцгеймера. Сибирское медицинское обозрение. 2014; 4 (88): 11–19.

20. Tasegian A., Paciotti S., Ceccarini M.R. Origin of α-mannosidase in cerebrospinal fluid. 20th ESGLD Workshop and Graduated Course. Naples, 2015; 121.