При нейродегенеративных состояниях, таких как болезнь Паркинсона, определенная группа нейронов начинает умирать один за другим, вызывая проблемы с движением и другие симптомы. Ученые давно сосредоточились на выяснении, почему эти нейроны умирают. Теперь оказывается, что они могут даже не быть мертвыми.

Путь к Паркинсону принимает неожиданный поворот
                Стареющие дофаминовые нейроны (красные) вызывают локальное воспаление и поражаются иммунными клетками головного мозга, микроглией (зеленые). Предоставлено: Лаборатория молекулярной и клеточной неврологии при Рокфеллеровском университете.

При нейродегенеративных состояниях, таких как болезнь Паркинсона, определенная группа нейронов начинает умирать один за другим, вызывая проблемы с движением и другие симптомы. Ученые давно сосредоточились на выяснении, почему эти нейроны умирают. Теперь оказывается, что они могут даже не быть мертвыми.
                                                                                       

Исследователи из Университета Рокфеллера обнаружили, что пораженные нейроны при болезни Паркинсона могут отключиться без полной смерти. Команда обнаружила, что эти нейроны нежити выделяют химические вещества, которые также отключают здоровых соседей, что приводит к эффектам заикания и остановки, наблюдаемым у пациентов с болезнью Паркинсона.

Результаты, опубликованные в октябре в Cell Stem Cell, свидетельствуют о том, что будущие лекарства, направленные на прекращение этого процесса инактивации клеток, могут помочь предотвратить заболевание или замедлить его прогрессирование.

Признаки старения

Клетки нежити, на самом деле, довольно распространены. Они найдены по всему телу. Как часть нормального процесса, называемого старением, клетки могут отключиться, когда узнают, что они получили повреждение ДНК во время деления. Это помогает предотвратить неконтролируемый рост поврежденных клеток и возникновение таких проблем, как рак.

Старение обычно не наблюдается в нервных клетках мозга, однако. В отличие от других клеток в организме, нейроны перестают делиться, как только они полностью сформированы. Но исследователи обнаружили, что, к удивлению, дофаминовые нейроны, которые регулируют мотивацию, память и движение, производя химический мессенджер дофамин, тем не менее могут стать стареющими. «Это было новым открытием», — говорит Маркус Риссленд, ведущий автор газеты. «И это было захватывающе для нас».

Исследователи во главе с покойным Полом Грингардом намеревались исследовать точную функцию белка, связанного с болезнью Паркинсона, называемого SATB1, в нейронах, продуцирующих дофамин, активность которых снижается при болезни Паркинсона.

Лаборатория Грингарда объединилась с исследователями из Memorial Sloan Kettering, чтобы вырастить человеческие стволовые клетки в дофаминовые нейроны в чашке. В некоторых нейронах они заставили ген замолчать для SATB1.

Команда обнаружила, что нейроны без SATB1 выделяют химические вещества, которые вызывают воспаление и, в конечном итоге, старение окружающих нейронов. Они также показали другие аномалии, в том числе поврежденные митохондрии и увеличенные ядра. Ни одно из этих нарушений не появилось в дофаминовых нейронах с интактным SATB1, и при этом они не появились в отдельном наборе не-дофаминовых нейронов без SATB1, что означает, что пути старения были специфичны для дофаминовых нейронов.

Затем команда исследовала цепочку событий, вызывающих эти эффекты после снижения SATB1. Они обнаружили, что SATB1 обычно подавляет ген, который продуцирует p21, белок, который способствует старению. Другими словами, SATB1 защищает дофаминовые нейроны от старения.

И когда исследователи снизили SATB1 в среднем мозге мышей, они обнаружили те же признаки старения, включая поврежденные митохондрии и высокий уровень p21. Ткань мозга людей с болезнью Паркинсона также показала повышенный уровень p21, что еще раз подтверждает результаты лабораторных исследований.

От зомби до зубных фей

Работа может объяснить одну загадку Паркинсона: почему уровни дофамина снижаются задолго до того, как нейроны дофамина в среднем мозге действительно умирают. «Они теряют функцию нейрона, хотя они все еще там», — говорит Риссленд. «Люди называют эти стареющие клетки зомби-клетками, потому что они, в основном, нежить, и потому, что их мёртвый облик распространяется».

Химические вещества, которые выделяют стареющие клетки, вызывают местное воспаление. Эти клетки «останавливают клеточный цикл и начинают выделять воспалительные факторы, которые сигнализируют иммунной системе:» Иди сюда и съешь меня «, — говорит Риссленд. «Это действительно может быть новым объяснением того, почему вы видите определенные признаки воспаления при болезни Паркинсона».

Работа открывает новые возможности для терапии, говорит Риссленд. Существует несколько препаратов, называемых сенолитиками, которые могут удалять стареющие клетки, и исследователи предполагают, что такие препараты могут помочь пациентам Паркинсона. Другим возможным путем является разработка новых лекарств, специально предназначенных для SATB1 или p21.

Риссленд отмечает, что это была последняя газета, над которой Грингард работал перед смертью в апреле. «Он был в восторге от работы», — говорит Риссленд. «Он шутил:» О, теперь ты говоришь о зубной фее, верно? » Потому что он был очень удивлен, что старение может происходить в нейронах. «