Выявлен токсин двигательных нейронов, связанный с развитием бокового амиотрофического склероза
Международная группа исследователей обнаружила, что неорганический полифосфат, выделяемый нервными клетками, известными как астроциты, у людей с боковым амиотрофическим склерозом (БАС) и фронтотемпоральной деменцией (ФТД), способствует гибели двигательных нейронов, которая является характерной чертой этих заболеваний.
Исследование Бриджит ван Зундерт, доктора философии, адъюнкт-профессора неврологии в UMass Chan и профессора в Universidad Andres Bello в Чили; Роберта Х. Брауна младшего, доктора философии, доктора медицины, профессора неврологии, и коллег появилось на этой неделе в журнале Neuron.
"Мы воодушевлены этими первыми результатами", - сказал доктор Браун, заведующий кафедрой медицинских исследований Лео П. и Терезы М. Лашанс. "Эти результаты дают совершенно новый взгляд на патогенез ALS, выдвигая захватывающие гипотезы и возможности как для биомаркеров заболевания, так и для терапевтических целей".
ALS и FTD характеризуются дегенерацией двигательных нейронов в спинном мозге и лобных долях, но причины этой нейротоксичности остаются неуловимыми. И хотя достигнут большой прогресс в выявлении генетических мутаций, вызывающих эти нейродегенеративные заболевания, в подавляющем большинстве случаев генетическая мутация не идентифицируется. Как генетические изменения влияют на нейроны, и возможное воздействие токсических факторов также остается неустановленным.
Предыдущие исследования показали, что астроциты - глиальные клетки головного и спинного мозга - могут выделять один или несколько токсичных факторов, которые способствуют гибели двигательных нейронов. В исследовании Neuron приводятся доказательства того, что нейротоксическим фактором является обычный неорганический полифосфат, который, как было установлено, выделяется астроцитами как мыши, так и человека в клетках с целым рядом мутаций, связанных с ALS/FTD (включая SOD1, TARDBP и C9ORF72).
Токсический фактор, называемый полифосфатом, представляет собой вездесущий отрицательно заряженный неорганический биополимер, присутствующий в клетках всех живых организмов, от бактерий до млекопитающих. Эти полифосфаты выполняют в клетках множество функций: хранение энергии, формирование мембранных каналов, контроль активности генов, регуляция ферментов и реакция на стресс.
"Самый большой сюрприз нашего исследования заключается в том, что токсичный фактор - это не новый или редкий белок или пептид, а очень простая неорганическая молекула, которая встречается во всех исследованных типах клеток в природе и сохраняется на протяжении более чем 3 миллиардов лет эволюции", - сказал доктор ван Зундерт, автор-корреспондент исследования Neuron.
Важным результатом исследования является то, что в образцах спинномозговой жидкости человека из семейных и спорадических случаев ALS обнаружена повышенная концентрация polyP.
"Исследование показывает, что воздействие полиР на нейроны спинного мозга воспроизводит токсические эффекты среды из культур астроцитов ALS, вызывая повышенную возбудимость, увеличение потока Ca2+ в нейроны и усиление гибели мотонейронов", - сказал ван Зундерт.
Кроме того, ван Зундерт, Браун и их коллеги обнаружили, что двигательные нейроны могут быть спасены от токсичности астроцитов путем снижения уровня полиР.
"Наши результаты убедительно доказывают, что снижение уровня полиР внеклеточно может стать инновационной терапевтической стратегией для различных типов ALS/FTD", - сказал ван Зундерт.
ALS и FTD являются разрушительными, неизлечимыми заболеваниями. ALS - это прогрессирующее нейродегенеративное заболевание, при котором происходит потеря двигательных нейронов, контролирующих работу мышц. Примерно 10 процентов случаев ALS являются семейными - наследуются от родителей человека - и вызваны генетической мутацией в ДНК пациента. Остальные 90 процентов случаев классифицируются как спорадические и возникают у людей без семейной истории болезни. Диагноз ALS ежегодно ставится примерно 6 000 человек в Соединенных Штатах.
