При сканировании мозга у людей с рассеянным склерозом обнаруживаются характерные повреждения белого вещества, но в этом исследовании внимание уделяется менее изученному серому веществу.
Рассеянный склероз десятилетиями изучали через призму белого вещества мозга миелиновых оболочек нервных волокон, разрушение которых долго считалось главным сценарием болезни. Но два новых исследования, опубликованных в Nature, впервые объяснили, почему при этой болезни гибнут нейроны совсем другого типа клетки серого вещества. Виновником оказалось неконтролируемое повреждение ДНК, которое перегружает защитную систему нейронов. Учёные считают, что это открывает совершенно новый фронт борьбы с рассеянным склерозом.
Рассеянный склероз (РС) это аутоиммунное заболевание, при котором иммунная система человека атакует его собственную нервную систему. Главная мишень миелин, защитная оболочка нервных волокон. Представьте изоляцию на электрическом проводе: если она повреждена, сигнал проходит хуже, а провод быстрее изнашивается. Примерно то же самое происходит с нервами при РС.
Когда миелин разрушается, это приводит к характерным симптомам: проблемам со зрением, онемению, мышечной слабости, нарушениям координации. Болезнь делят на несколько типов. Самый распространённый ремиттирующий, при котором обострения чередуются с периодами ремиссии. Но у части пациентов болезнь со временем переходит в прогрессирующую форму, когда симптомы постоянно нарастают.
Нейроны серого вещества мозга: некоторые клетки оказываются более уязвимыми, чем остальные
До сих пор врачи и исследователи сосредотачивались преимущественно на белом веществе мозга именно там на МРТ видны очаги поражения, по которым ставят диагноз и отслеживают течение болезни. Но параллельно существовала загадка: у пациентов с тяжёлыми формами РС обнаруживаются повреждения и в сером веществе том слое мозга, где расположены тела нейронов. Эти повреждения сложнее заметить на снимках, и до последнего времени механизм гибели этих клеток оставался неизвестным.
Серое вещество это наружные слои мозга, где сосредоточены тела нервных клеток (в отличие от белого вещества, которое состоит из длинных отростков-аксонов, покрытых миелином). Повреждения серого вещества при РС встречаются реже и хуже диагностируются, но именно они связаны с хроническими и инвалидизирующими формами болезни.
Учёные давно знали, что среди нейронов серого вещества есть особенно уязвимая группа клетки, экспрессирующие ген CUX2. Но почему именно они страдают первыми, было непонятно. Команда профессора Стива Фэнси из Института нейронаук UCSF решила разобраться в этом, и результаты оказались неожиданными.
Стало очевидно, что помимо восстановления миелина при прогрессирующем РС необходимо искать способы напрямую защищающие нейроны серого вещества, объяснил Фэнси.
В первом из двух исследований команда изучила развитие нейронов CUX2 на мышиной модели. Выяснилось, что эти нейроны формируются на очень ранней стадии развития мозга когда клетки делятся с огромной скоростью. Быстрое деление серьёзный стресс для клетки, ведь каждое копирование ДНК несёт риск ошибок и повреждений.
Чтобы справляться с этим стрессом, нейроны CUX2 используют своего рода молекулярного телохранителя ген ATF4. Этот ген защищает клетки от повреждений ДНК в период бурного роста. Когда исследователи отключили ATF4 у мышей, последствия были драматичными: вся передняя часть мозга не сформировалась нормально.
Ген ATF4 находится в центре стратегии выживания при повреждениях ДНК, подчеркнул Фэнси.
Схема: воспаление вызывает повреждения ДНК внутри нейрона, которые накапливаются и приводят к гибели клетки
Во втором исследовании учёные показали, что именно происходит при рассеянном склерозе: воспаление в мозге запускает повреждение ДНК в нейронах CUX2, и защитный механизм ATF4 перестаёт справляться. На мышиной модели РС команда наблюдала, как накапливающиеся повреждения ДНК в конце концов приводят к гибели клеток и образованию очагов поражения серого вещества. По сути, нейроны гибнут не от прямой атаки иммунной системы, а от того, что их собственная система ремонта ДНК оказывается перегруженной.
Открытие принципиально меняет понимание того, как прогрессирует рассеянный склероз. До сих пор терапия была сосредоточена на двух задачах: подавить аутоиммунное воспаление и попытаться восстановить миелин. Теперь появляется третье направление защита нейронов серого вещества от повреждения ДНК.
Если мы сможем защитить нейроны CUX2, возможно, удастся сдержать повреждения до того, как болезнь начнёт прогрессировать, сказал Дэвид Роуич, соавтор исследования из Кембриджского университета.
Авторы исследований также отмечают, что в будущем стоит изучить, существуют ли генетические факторы, которые делают нейроны CUX2 ещё более уязвимыми у конкретных людей. Это может объяснить, почему у одних пациентов рассеянный склероз протекает относительно мягко, а у других быстро приводит к тяжёлой инвалидности.
Еще больше познавательных материалов вы найдете в нашем
Telegram-канале.
Обязательно подпишитесь!
Рассеянный склероз затрагивает более 2,8 миллиона человек по всему миру, и значительная часть из них женщины молодого и среднего возраста. Существующие препараты могут замедлить течение болезни, но не останавливают её полностью, и ни одно лекарство пока не умеет восстанавливать уже погибшие нейроны серого вещества.
Новое исследование не предлагает готового лекарства это фундаментальная работа, раскрывающая ранее неизвестный механизм. Но именно такие открытия задают направление для разработки препаратов нового поколения. Если удастся создать терапию, усиливающую защитные механизмы ДНК в нейронах, это может изменить прогноз для пациентов с прогрессирующими формами РС теми, для которых сегодня вариантов лечения меньше всего.
Если хотите обсудить новость с другими читателями,
заходите в наш Telegram-чат!
Кроме того, понимание роли повреждений ДНК в гибели нейронов может оказаться полезным и за пределами рассеянного склероза. Механизмы, связанные с накоплением ДНК-повреждений и сбоями клеточных систем репарации, исследуются и при других нейродегенеративных заболеваниях. Работа группы Фэнси ещё один шаг к пониманию того, почему мозг с возрастом и под воздействием болезней теряет свои клетки, и как это можно предотвратить. А для общего развития будет полезно знать, что вообще вызывает старение мозга.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
