Риск заражения
Находиться рядом с умирающими двигательными нейронами может быть опасно: они выделяют некую молекулу, которая фактически служит защитным фактором, но в измененном виде может вместе с ней убивать своих соседей. Боковой амиотрофический склероз (БАС) - это скорее неизвестное зло. Нервно-мышечное заболевание не такое уж редкое, так как в Германии от него страдает около 6000 человек. Хотя болезнь начинается только во взрослом возрасте, через два-пять лет она приводит к смерти из-за отказа дыхательных мышц.
Генетические факторы могут быть идентифицированы как причина БАС только в небольшой части случаев - примерно в пяти-десяти процентах - но именно здесь исследования достигают больших успехов. Ученые начинают понимать, что происходит в мозгу при наследственном БАС, и, наконец, открывают способ лечения этого ранее неизлечимого заболевания, которое в первую очередь разрушает моторные нейроны, ответственные за контроль движения мышц.
Итак, исследователи уже выследили молекулярного нарушителя спокойствия. Фермент супероксиддисмутаза (SOD1), который в норме улавливает свободные радикалы и защищает нервные клетки от повреждения, у некоторых людей с семейным БАС изменен. Фельдшер мутирует в преступника: он побуждает клетки-мусорщики мозга, микроглию, производить ряд воспалительных веществ. Маленькие машины для еды, которые очищают мозг от отходов, затем стреляют опасными боеприпасами. После пробуждения они высвобождают множество веществ, которые не совсем способствуют благополучному существованию нейрона: проапоптотические факторы, такие как фактор некроза опухоли-альфа или оксид азота, и другие цитотоксические вещества. С помощью этих сигналов активированная микроглия сообщает нервным клеткам, что сейчас самое время умереть.
Однако мутантный SOD1 не обязательно приводит к заболеваниям мотонейронов, потому что соседство клеток с нормальным SOD1 действует как лекарство для мотонейронов с мутировавшим SOD1: они живут дольше или вообще не погибают. С другой стороны, немутировавшие клетки с большей вероятностью погибнут в окружении мутантов. Ученые вокруг Макото Урушитани из Канадского университета Лаваля в Квебеке и японского Института исследований мозга RIKEN в Сайтаме теперь хотели выяснить, как токсичность SOD1 может распространяться на другие клетки.
В культурах клеток мыши они смогли продемонстрировать, что хромогранины, белки, которые уже находятся в списке подозреваемых в развитии болезней Паркинсона и Альцгеймера, также вовлечены в процесс заболевания БАС. Предполагается, что хромогранины обеспечивают порядок в нервной клетке, подготавливая другие белки везикул к их высвобождению. Однако хромогранины также пробуждают микроглию, как подтвердили Урушитани и его команда: если они кормили свои клеточные культуры мутировавшим SOD1 и хромогранином, это активировало клетки-мусорщики, которые затем высвобождали воспалительные факторы. Удивительно, но это лечение также вызвало массовую гибель моторных нейронов в культурах без микроглии, что указывает на то, что мутировавший SOD1 токсичен даже без дополнительной защиты.
В дополнение к экспериментам на клеточной культуре японо-канадская исследовательская группа также исследовала генетически модифицированных мышей, несущих мутантный SOD1 человека. Здесь тоже оказалось, что хромогранины не только работают вместе с мутировавшей SOD1, но и помогают ей выйти из клетки. Напротив, хромогранины не участвовали в секреции нормального SOD1.
Урушитани и его коллеги на основании полученных результатов пришли к выводу, что воспалительные процессы также связаны с БАС. В будущем ученые хотят выяснить, могут ли хромогранины играть роль в других нейродегенеративных заболеваниях.