Ученые Национального института здравоохранения (NIH) совершили значительный прорыв в изучении процесса накопления «плохого» холестерина, известного как холестерин липопротеинов низкой плотности (ЛПНП). Исследователи впервые смогли визуализировать, как основной структурный белок ЛПНП взаимодействует со своим рецептором — процессом, который отвечает за выведение ЛПНП из крови. Кроме того, они выяснили, что происходит, когда этот процесс нарушается.
Новые возможности в лечении сердечно-сосудистых заболеваний: визуализация ЛПНП
Результаты исследования значительно расширяют понимание того, как ЛПНП способствует развитию сердечно-сосудистых заболеваний — основной причины смертности в мире. Эти данные могут открыть новые горизонты для персонализированного лечения, направленного на снижение уровня ЛПНП, например, с помощью статинов, что сделает их более эффективными.
Холестерин липопротеинов низкой плотности (ЛПНП) является одним из основных факторов сердечно-сосудистых заболеваний, от которых каждые 33 секунды умирает один человек. Поэтому, если мы хотим понять своего врага, нам необходимо знать, как он выглядит.
До сих пор учёные не могли визуализировать структуру ЛПНП, особенно то, что происходит при его взаимодействии с ЛПНП-рецептором — белком, который обычно запускает процесс выведения ЛПНП из крови. Однако генетические мутации могут препятствовать этому процессу, что приводит к накоплению ЛПНП в крови и образованию бляшек в артериях, что может стать причиной атеросклероза — предшественника сердечно-сосудистых заболеваний.
В новом исследовании учёные смогли использовать передовые технологии для изучения важной стадии этого процесса и по-новому взглянуть на ЛПНП. Эти частицы довольно большие и имеют разные размеры, что делает их весьма сложными для исследования. Однако, благодаря новым технологиям, мы можем рассмотреть множество деталей и начать понимать, как они функционируют в организме.
Криоэлектронная микроскопия
Используя передовую технологию визуализации под названием криоэлектронная микроскопия, исследователи смогли увидеть весь структурный белок ЛПНП, когда он связывается с рецептором ЛПНП. Затем с помощью программного обеспечения для прогнозирования белков на основе искусственного интеллекта они смоделировали структуру и определили известные генетические мутации, которые приводят к повышению уровня ЛПНП. Интересно, что разработчики этого программного обеспечения, которые не участвовали в исследовании, недавно получили Нобелевскую премию по химии 2024 года.
Исследователи обнаружили, что многие мутации, влияющие на соединение ЛПНП и рецептора ЛПНП, связаны с наследственным заболеванием, называемым семейной гиперхолестеринемией (СГХС).
СГХС характеризуется дефектами в том, как организм усваивает ЛПНП в свои клетки. У людей с этим заболеванием чрезвычайно высокий уровень ЛПНП, и они могут испытывать сердечные приступы в очень молодом возрасте. Исследователи обнаружили, что варианты, ассоциированные с СГХС, имеют тенденцию группироваться в определенных областях ЛПНП.
Новые перспективы в лечении высокого уровня холестерина
Результаты исследования могут открыть новые горизонты для разработки таргетных методов лечения, направленных на коррекцию дисфункциональных взаимодействий, вызванных мутациями. Но, что не менее важно, по словам исследователей, они также могут помочь людям, у которых нет генетических мутаций, но которые страдают от высокого уровня холестерина и принимают статины, снижающие уровень ЛПНП за счёт повышения уровня рецепторов ЛПНП в клетках.
Зная точно, где и как рецептор ЛПНП связывается с ЛПНП, исследователи говорят, что теперь они могут воздействовать на эти точки соединения, чтобы разработать новые препараты для снижения уровня ЛПНП в крови.
