Новый подход к лечению болезни Хантингтона?

Звездчатые клетки астроциты (зеленые) в мозговой ткани мыши. В синих клетках, содержащих мутантный хантингтин (белый), наблюдаются более низкие уровни белка, регулирующего поступление калия (красный). (Фото: UCLA)

Тонкая настройка способности определенных клеток мозга усваивать калий восстанавливает координацию движений и увеличивает продолжительность жизни мышей с моделью болезни Хантингтона, сообщается в статье ученых Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе (University of California, Los Angeles), опубликованной в интернет-издании журнала Nature Neuroscience. Это открытие указывает на новые мишени лекарственных препаратов для лечения этого тяжелейшего нейродегенеративного заболевания.

Болезнь Хантингтона передается от родителей к детям через мутацию в гене, кодирующем белок хантингтин. Убивая клетки мозга – нейроны – это заболевание постепенно лишает пациентов способности ходить, говорить, глотать, дышать и ясно мыслить. Способов лечения болезни Хантингтона не существует, и пациенты с агрессивной формой умирают в течение 10 лет после появления первых симптомов.

Чтобы выяснить роль в болезни Хантингтона астроцитов – больших звездчатых клеток головного и спинного мозга – свои усилия объединили лаборатории Балджита Хаха (Baljit Khakh), PhD, профессора физиологии и нейробиологии, и Майкла Софрониева (Michael Sofroniew), MD, PhD, профессора нейробиологии (Школа медицины Дэвида Геффена (David Geffen School of Medicine) UCLA).

Профессор Балджит Хах (Baljit Khakh), Ph.D. (Фото: UCLA)

«Астроциты присутствуют в мозге в равных количествах с нейронами, но изучены недостаточно. Они делают возможной межнейронную коммуникацию, поддерживая оптимальную химическую внеклеточную среду», - объясняет профессор Хах. «Чтобы выяснить, изменяется ли поведение астроцитов при болезни Хантингтона, мы использовали две мышиные модели».

Первая модель имитировала агрессивную форму заболевания с ранним началом, вторая – его медленно текущую форму.

Исследователи изучили, как мутация в гене хантингтина влияет на астроциты головного мозга. В частности, они рассмотрели взаимодействие астроцитов с типом нейронов, играющих центральную роль в координации движений.

В обеих моделях астроциты с мутантным геном показали значительное падение уровня Kir4.1, белка, позволяющего этим клеткам поглощать калий через клеточную мембрану. Это приводило к повышению уровня внеклеточного калия, нарушая химический баланс и повышая возбудимость близлежащих нейронов.

Профессор Майкл Софрониев (Michael Sofroniew), M.D., Ph.D. (Фото: UCLA)

«Мы предполагаем, что эта генная мутация вносит вклад в развитие болезни Хантингтона за счет снижения уровня Kir4.1 в астроцитах», - комментирует профессор Софрониев. «Это, в свою очередь, снижает поглощение этими клетками калия. Присутствие избыточного количества калия вокруг нейронов делает их гиперчувствительными и слишком легко возбудимыми, что нарушает функцию нервных клеток и, в конечном счете, способность организма нормально двигаться. Это может быть одной из причин судорожных движений, характерных для болезни Хантингтона».

Чтобы проверить свою гипотезу, ученые искусственно повысили уровни Kir4.1 в астроцитах. Результаты этого эксперимента оказались поразительными.

«Повышение Kir4.1 в астроцитах повышает способность мышей нормально двигаться. Мы были удивлены, увидев, что длина и ширина шага мышей вернулись к нормальным параметрам», - комментирует профессор Хах. «Это было неожиданным открытием».

«Показав на мышиной модели болезни Хантингтона, что нарушение функции астроцитов приводит к нарушению функции нейронов, наша работа открывает новые горизонты», - считает профессор Софрониев. «Полученные нами данные говорят о том, что терапевтические мишени для лечения этого заболевания существуют и вне нейронов».

Хотя результаты этого исследования проливают свет только на один из механизмов, лежащих в основе болезни Хантингтона, они, по мнению авторов, дают и более общие представления.

«Мы очень рады, что астроциты потенциально могут быть использованы для разработки новых фармакологических методов лечения», - заключает профессор Хах. «Кроме того, дисфункция астроцитов может вносить вклад и в другие неврологические заболевания».

Следующий шаг группы из UCLA – попытаться расшифровать механизм снижения уровня Kir4.1 и выяснить, как он изменяет нейронные сети.

По материалам

Tweaking potassium levels in brain could be a key to fighting Huntington's disease

Оригинальная статья:

Xiaoping Tong, Yan Ao, Guido C Faas, Sinifunanya E Nwaobi, Ji Xu, Martin D Haustein, Mark a Anderson, Istvan Mody, Michelle L Olsen, Michael V Sofroniew & Baljit S Khakh. Astrocyte Kir4.1 ion channel deficits contribute to neuronal dysfunction in Huntington's disease model mice

© «Новый подход к лечению болезни Хантингтона?». Полная или частичная перепечатка материала разрешается при обязательной незакрытой от индексации, незапрещенной для следования робота активной гиперссылке на страницу Болезнь Хантингтона.

Еще о болезни Хантингтона

Эмоциональные нарушения при болезни Хантингтона связаны с гипоталамусом

Генная терапия способна восстановить нейроны, погибающие при болезни Хантингтона

Изменения в ЭЭГ могут свидетельствовать о начале развития болезни Хантингтона задолго до появления симптомов

Развитию болезни Хантингтона способствует неспособность нейронов удалять токсичные белки, а не только их образование

Шведские неврологи отследили события самой ранней стадии болезни Хантингтона

Глутатионпероксидаза смягчает симптомы болезни Хантингтона в животных моделях

Миметик нейротрофина замедляет развитие болезни Хантингтона у мышей

Новая терапевтическая мишень для лечения болезни Хантингтона

Белки болезни Хантингтона и их зловещая «социальная сеть»

Открыты микроРНК, повышающие выживаемость клеток с моделью болезни Хантингтона