Болезнь Паркинсона, деменция: это ключ к профилактической терапии?
Болезнь Паркинсона и деменция с тельцами Леви характеризуются нарушением функции мозга, связанным с нейронной смертью. Новое знаменательное исследование выявило, как главный виновник повреждения нейронов - белок альфа-синуклеин - вредит нейронам.
Болезнь Паркинсона - это нейродегенеративное состояние, характеризующееся нарушением двигательной функции и чувства физического равновесия.
Его симптомы связаны с повреждением и смертью клеток головного мозга, что также является признаком нейродегенеративного слабоумия с тельцами Леви (DLB).
ДЛБ проявляется как нарушением моторной функции при болезни Паркинсона, так и потерей памяти и другими типами когнитивных нарушений, характерными для болезни Альцгеймера.
У людей с болезнью Паркинсона также может развиться форма деменции, называемая «деменцией при болезни Паркинсона».
При всех этих заболеваниях неправильная укладка - неправильное структурирование - белка, называемого «альфа-синуклеин», приводит к образованию отложений, которые мешают здоровому функционированию клеток мозга.
Как правило, они образуются в нейронах гиппокампа - области мозга, которая играет ключевую роль в процессах обучения, а также в формировании и воспроизведении памяти.
Хотя известно, что неправильно свернутые агрегаты белка альфа-синуклеина в конечном итоге приводят к гибели клеток мозга и, следовательно, к тяжелому нарушению различных когнитивных функций, до сих пор исследователи не поняли лежащие в основе механизмы, которые приводят к такому результату.
В новом исследовании старший научный сотрудник Лаура Вольпичелли-Дейли, которая работает в Университете Алабамы в Бирмингемской школе медицины, и ее коллеги решили найти это недостающее понимание.
Их статья, которая сейчас публикуется в журнале Acta Neuropathologica Communications - объясняет, какие изменения происходят на клеточном уровне в головном мозге после образования агрегатов альфа-синуклеина и до гибели нейронов.
Вольпичелли-Дейли и ее коллеги надеются, что их результаты могут в конечном итоге привести к усовершенствованным методам лечения, которые могут предотвратить или даже помочь обратить вспять нервное повреждение, которое может привести к деменции.
«При болезни Паркинсона можно давать леводопу для улучшения двигательной функции; но нет ничего, что могло бы остановить немоторные симптомы », - объясняет Вольпичелли-Дейли.
Картирование аномальных нервных изменений
В предыдущем исследовании Вольпичелли-Дейли и ее команда в то время разработали экспериментальную модель искусственных отложений альфа-синуклеина in vitro, которая позволила им моделировать развитие этих агрегатов в клетках мозга.
В рамках нового исследования ученые применили этот метод для получения агрегатов альфа-синуклеина, которые затем вводили в клетки мозга мышей.
Затем они изучили изменения, которые произошли в нейронах гиппокампа на 7-дневной отметке - точке, в которой отмирание клеток мозга еще не было запущено.
На этом этапе в аксонах клеток мозга был высокий уровень альфа-синуклеина, проекции, предназначенные для передачи электрических импульсов, которые несут информацию между нейронами.
Вольпичелли-Дейли и его коллеги обнаружили, что агрегаты альфа-синуклеина приводят к странным сбоям в «коммуникативных механизмах» нейронов гиппокампа.
Таким образом, наблюдалась аномальная активность как на пресинаптическом (передающем сигнал), так и на постсинаптическом (принимающем сигнал) окончаниях клеток мозга. И эти изменения произошли за некоторое время до того, как была запущена нейродегенерация, за которой последовала гибель клеток.
«Что-то явно происходит с нейронами перед тем, как они умирают», - отмечает Вольпичелли-Дейли, добавляя: «Увеличивается активность на пресинаптическом окончании, участке нейрона, который выделяет химические вещества, называемые нейротрансмиттерами».
«С другой стороны, - продолжает она, - постсинаптическая активность снижается, в том месте соседнего нейрона, где эти высвобождаемые химические вещества активируют системы мессенджеров», что «может указывать на то, что в нейронах есть пластичность, то есть нейроны адаптируются к повышенной активности ».
Это плохой знак, поскольку «со временем эта аномальная активность может в конечном итоге привести к гибели нейронов», - объясняет Вольпичелли-Дейли.
«Новаторское исследование»
Однако на этих открытиях работа исследователей не заканчивается. Старший автор отмечает, что необходимо провести дополнительные исследования в отношении самого (все еще загадочного) альфа-синуклеина и той роли, которую он обычно играет в функционировании клеток мозга.
«Следующим шагом, - говорит Вольпичелли-Дейли, - будет рассмотрение того, как альфа-синуклеин увеличивает пресинаптическую активность и является ли это потерей функции альфа-синуклеина в этом компартменте нейрона или это вызвано образованием токсичных агрегатов альфа-синуклеина. . »
Джереми Херсковиц, который является другим старшим исследователем в этом исследовании, предполагает, что работа группы представляет собой новую веху в области исследований болезни Паркинсона и деменции.
«Это революционное исследование и одно из первых, в котором рассматриваются важные и ранее неуловимые вопросы о том, как токсичный альфа-синуклеин влияет на структуру и физиологию нейронов памяти».
Джереми Херсковиц
