Обнаружение дефектов ресничек у пациентов с БАС предлагает новый путь лечения
Боковой амиотрофический склероз (БАС) — разрушительное нейродегенеративное заболевание, поражающее двигательные нейроны. Средняя продолжительность жизни после постановки диагноза этого неизлечимого заболевания составляет от двух до пяти лет.
В неустанном стремлении понять причину гибели двигательных нейронов ученые из Лёвенского католического университета и Центра исследований мозга и заболеваний VIB обнаружили новую интригующую зацепку: крошечные, похожие на антенны структуры на клетках, называемые первичными ресничками .
Их исследование «Мутации C21ORF2 указывают на первичную дисфункцию ресничек при боковом амиотрофическом склерозе », опубликованное в журнале Brain , может открыть потенциально новые возможности для терапевтических разработок.
БАС, также известный как болезнь Лу Герига, является наиболее распространенным дегенеративным заболеванием двигательных нейронов у взрослых. Он характеризуется избирательной потерей двигательных нейронов, что приводит к прогрессирующей мышечной слабости и параличу, а также к трудностям с глотанием и речью.
Пациенты обычно умирают от этой болезни в течение двух-пяти лет после появления симптомов. Несмотря на обширные исследования, механизмы гибели двигательных нейронов остаются неясными, и в настоящее время не существует эффективных методов лечения, которые могли бы остановить или обратить вспять прогрессирование болезни.
Теперь исследователи указывают на дисфункцию ресничек — микроскопических антенн клеток, необходимых для приема и обработки жизненно важных сигналов.
Сломанная антенна
В 2016 году международный консорциум во главе с профессором Филиппом Ван Даммом, неврологом из UZ Leuven и ученым из отделения нейронауки KU Leuven, в Бельгии, идентифицировал C21orf2 как новый ген, связанный с БАС. Мутации в C21orf2 уже были известны как нарушающие работу ресничек при других заболеваниях. Это побудило команду исследовать, как эти механизмы действуют при БАС.
Исследование, проведенное в сотрудничестве с исследователями из лаборатории профессора Людо Ван Ден Боша в VIB-KU Leuven, показало, что мутации в C21orf2 нарушают формирование и структуру первичных ресничек. Двигательные нейроны, полученные от пациентов с мутациями C21orf2, имели меньше ресничек, а оставшиеся реснички были аномально короткими.
«Это структурное повреждение препятствует правильной передаче сигнала», — говорит доктор Матиас Де Декер, первый автор. «Мы увидели, что путь звукового ежа (Shh) — ключевой путь для здоровья двигательных нейронов — был нарушен. Когда это происходит, двигательным нейронам трудно сформировать необходимые связи между нервами и мышцами, известные как нервно-мышечные соединения ».
Восстановление сигнала
Дальнейшие эксперименты показали, что восстановление уровней C21orf2 в мутировавших клетках исправило дефекты ресничек, восстановило сигнализацию Shh и спасло формирование нервно-мышечного соединения. Это открытие выделяет первичные реснички как потенциальную терапевтическую цель при БАС.
Поразительно, но исследователи также наблюдали подобные дефекты ресничек в двигательных нейронах у пациентов с БАС с мутациями в одной из наиболее распространенных генетических причин БАС, C9orf72. Это говорит о том, что дисфункция ресничек может не ограничиваться одним генетическим подтипом, а может представлять собой более широкую проблему в биологии БАС.
Профессор Филип Ван Дамм сказал: «Эти наблюдения поднимают много вопросов и открывают пути для дальнейших исследований. Повышенная экспрессия C21orf2 может устранить дефекты ресничек и формирование нервно-мышечных соединений, что позволяет предположить, что устранение первичной дисфункции ресничек может стать терапевтической стратегией при БАС».