Ученые проследили путь болезни Паркинсона от кишечника к мозгу у мышей
Теория о том, что болезнь Паркинсона может начаться в кишечнике, получила дополнительную поддержку в недавнем исследовании на мышах. Ученые заставили токсичный белок образоваться в кишечнике и отслеживали каждый шаг его пути к мозгу через блуждающий нерв.
Исследователи из Медицинской школы Университета Джона Хопкинса в Балтиморе, штат Мэриленд, провели исследование на новой модели болезни Паркинсона на мышах.
Новая модель воспроизводит ряд ранних и поздних признаков и симптомов болезни Паркинсона, включая те, которые не связаны с движением.
Команда обнаружила, что они могут заставить мышей развить эти особенности, вводя в их кишечник «предварительно сформированные фибриллы» альфа-синуклеина, белка, который образует токсичные скопления в мозге людей с болезнью Паркинсона.
Бумага, которая появляется в журнале Нейрон описывает модель мыши и результаты исследования.
«Поскольку эта модель начинается в кишечнике, - говорит соавтор исследования Тед М. Доусон, профессор неврологии Медицинской школы Университета Джона Хопкинса, - ее можно использовать [для] изучения полного спектра и временного курса. патогенеза болезни Паркинсона ».
Он объясняет, что такая модель может позволить исследователям проверить способы остановить болезнь Паркинсона на разных стадиях, от появления симптомов до полномасштабного заболевания.
Болезнь Паркинсона, кишечник и альфа-синуклеин
Болезнь Паркинсона - это болезнь, которая постепенно разрушает ткань мозга. Он убивает клетки мозга, которые производят химический посланник, называемый дофамином, который помогает с двигательной функцией или контролем движений.
Отличительным признаком болезни Паркинсона является скопление плохо свернутых версий белка альфа-синуклеина в пораженных областях мозга. Патологи наблюдали эти образования при патологоанатомическом исследовании мозга людей с болезнью Паркинсона.
Основные двигательные симптомы болезни Паркинсона включают замедленное движение, скованность, ригидность, тремор и проблемы с равновесием. Также могут возникать трудности с глотанием и речью.
Симптомы, не связанные с двигательной функцией, также могут возникать при болезни Паркинсона. Эти немоторные симптомы включают боль, усталость, расстройства настроения, повышенное потоотделение, потерю обоняния, проблемы с планированием и вниманием, запоры и нарушения сна.
До сих пор не существует лекарства от болезни Паркинсона, а существующие методы лечения ограничены в своей способности замедлять прогрессирование болезни и облегчать более запущенные симптомы.
Ученые «давно осознали», что некоторые немоторные симптомы, такие как те, которые влияют на обоняние и кишечник, могут появиться до моторной стадии болезни Паркинсона.
Кроме того, они также установили, что кишечник и мозг постоянно взаимодействуют друг с другом, в основном через блуждающий нерв.
Теория болезни Паркинсона о блуждающем нерве Браака
В 2003 году немецкий исследователь мозга Хайко Браак предположил, что токсический путь альфа-синуклеина начинается в кишечнике и распространяется через блуждающий нерв в мозг, где он наносит ущерб дофаминовым клеткам.
С тех пор в ряде исследований были найдены доказательства в поддержку теории Браака, но до самой последней работы убедительных моделей на животных не существовало.
В новом исследовании Доусон и его коллеги сконструировали модель мыши, чтобы продемонстрировать теорию Браака.
Мышцы кишечника богаты связями с блуждающим нервом. Итак, команда ввела предварительно сформированные фибриллы альфа-синуклеина в те места в мышцах кишечника мышей, которые были богаты связями блуждающего нерва.
Исследователи отмечают, что успех экспериментов зависел не только от правильного определения места инъекции, но и от получения правильного размера и количества фибрилл.
«Когда первые эксперименты начали работать, мы были совершенно поражены», - говорит Доусон, добавляя, что «теперь это обычное дело для нашей исследовательской группы».
Поэтапное отслеживание альфа-синуклеина
Команда заметила, что токсичный белок распространился от места инъекции до начала ствола мозга примерно за 1 месяц.
Еще через 2 месяца токсичный белок попал не только в ту часть мозга, которая погибла от болезни Паркинсона, - компактную часть черной субстанции, - но и в другие области, такие как миндалевидное тело, гипоталамус и префронтальная кора.
В течение 7 месяцев после инъекций в кишечник вызывающий заболевание альфа-синуклеин достиг еще большего уровня и также проник в гиппокамп, полосатое тело и обонятельную луковицу.
Команда увидела, что за эти месяцы также произошла значительная потеря дофаминовых клеток в компактной части черной субстанции и полосатом теле.
После инъекций в кишечник предварительно сформированных фибрилл альфа-синуклеина у мышей также развились классические моторные симптомы болезни Паркинсона. У них также развились немоторные симптомы, включая депрессию, потерю обоняния и проблемы с памятью и обучением.
Исследователи также провели ту же процедуру на мышах с поврежденными волокнами блуждающего нерва. Ни у одной из этих мышей не было признаков и симптомов болезни Паркинсона, которые проявляются у людей с интактными блуждающими нервами, таких как гибель нервных клеток и проблемы с двигательной и немоторной функцией.
Поддержка теории Браака
Исследователи пришли к выводу, что полученные данные подтверждают гипотезу Браака о развитии болезни Паркинсона.
Хотя результаты исследований на мышах не обязательно означают, что то же самое верно и для людей, команда указывает на доказательства, которые позволяют предположить, что в данном случае они могут быть такими.
Исследования на людях методов лечения язвы, при которых хирурги удаляют часть блуждающего нерва, показывают, что это может снизить риск развития болезни Паркинсона.
Доусон выделяет три следствия исследования. Во-первых, он ожидает, что это «активизирует будущие исследования, изучающие связь кишечника и мозга».
Второе следствие исследования, которое предвидел Доусон, заключается в том, что оно может привести к дальнейшим исследованиям факторов, таких как инфекции и определенные молекулы, которые могут запускать распространение токсичных форм альфа-синуклеина.
И третье значение состоит в том, что новый способ лечения болезни Паркинсона может заключаться в предотвращении распространения патологических или вызывающих болезнь форм альфа-синуклеина из кишечника в мозг.
Пациенты с патологическим альфа-синуклеином в желудочно-кишечном тракте были бы идеальными кандидатами для будущих нейропротективных исследований.
Проф. Тед М. Доусон
