Высокий уровень холестерина увеличивает риск развития сердечно-сосудистых заболеваний, которые являются основной причиной смертей. В связи с этим, в новой научной работе исследователи изучили метаболизм холестерина и выявили ранее неизвестную стадию его перемещения внутри клеток кишечника. Этот процесс отличается тем, что не требует использования мембранных везикул, и может послужить основой для разработки новых методов лечения.
Холестерин — это жироподобное соединение, которое в больших количествах содержится в мембранах клеток животных и человека. Он необходим для их нормальной работы, но при избытке вызывает атеросклероз и повышает риск развития сердечно-сосудистых заболеваний. Они ежегодно приводят к гибели миллионов людей во всем мире.
Повышенный уровень холестерина в крови требует коррекции, для которой применяются лекарственные средства. При этом детализированное понимание принципов их действия до сих пор ограничено. Вдобавок, всегда желательно располагать альтернативными подходы к лечению и дополнять их арсенал. Это требует детального понимания метаболизма холестерина в норме и при патологии. До недавнего времени в нем оставался большой пробел, который только что восполнила публикация в Science.
Холестерин может поступать в организм с пищей или вырабатываться в печени. Если холестерин поступает извне, то его всасывание осуществляется в тонкой кишке. Там микроворсинки клеток, выстилающих слизистую оболочку кишки (энтероцитов), захватывают холестерин, после чего он попадает через внешние мембраны в эндоплазматический ретикулум (ЭПР) — органеллу, отвечающую за синтез и транспорт веществ клетке. Именно этот этап оставался неизученным: ученым необходимо было выяснить, каким образом холестерин транспортируется внутри энтероцитов к их ЭПР.
После этого холестерин внутри энтероцитов упаковывается в частицы, содержащие специфические белки — хиломикроны. Эти частицы попадают в кровь и транспортируют холестерин по всему организму.
В ходе исследования авторы применили несколько подходов, включая использование трансгенных мышиных моделей, изучение структуры биомолекул и создание энтероидов. Это клетки кишечника различных типов, которые выращиваются совместно и позволяют достоверно имитировать функции настоящего органа.
Выяснилось, что транспортировка холестерина в энтероцитах не связана с образованием пузырьков мембраны, которые обычно используются для доставки веществ в клетку. Вместо этого внешняя (цитоплазматическая) и мембрана ЭПР энтероцита непосредственно соприкасаются, обеспечивая поступление холестерина в ретикулум.
Два белка, NPC1L1 и Aster, обеспечивают протекание этого процесса, действуя последовательно. Исследователи отметили, что блокирование передачи холестерина с их участием позволяет предотвратить избыточное поступление холестерина в кровь. Ученым удалось подавить активность второго белка (Aster), что позволило избежать гиперхолестеринемии (повышенного уровня холестерина в крови) у мышей, люди, потреблявшие значительное количество данного жира с пищей.
Полученные данные представляют значительную ценность, так как их можно применить для уменьшения уровня холестерина в крови. Это, в свою очередь, способствует профилактике различных осложнений последствия, которые в настоящее время создают угрозу для миллионов людей.