Новое исследование Медицинской школы Северо-Западного университета бросает вызов распространенному мнению о том, что вызывает болезнь Паркинсона.
В качестве первого события, приводящего к болезни Паркинсона, широко признана дегенерация дофаминергических нейронов. Но новое исследование предполагает, что дисфункция в синапсах нейрона (крошечном промежутке, через который нейрон может послать импульс другому нейрону), приводит к дефициту дофамина и предшествует нейродегенерации.
Болезнь Паркинсона поражает от 1% до 2% населения и характеризуется тремором в состоянии покоя, ригидностью и брадикинезией (замедленностью движений).
Эти двигательные симптомы обусловлены прогрессирующей потерей дофаминергических нейронов в среднем мозге.
Исследование, опубликованное в журнале Neuron, открывает новые возможности для терапии.
“Мы показали, что дофаминергические синапсы становятся дисфункциональными до того, как происходит гибель нейронов”, – говорит доктор Дмитрий Крайнц, заведующий кафедрой неврологии в Медицинской школе Фейнберга Северо-Западного университета и директор Центра нейрогенетики Симпсона Куэрри.
“Основываясь на этих результатах, мы выдвигаем гипотезу, что нацеливание на дисфункциональные синапсы до того, как нейроны дегенерируют, может представлять собой лучшую терапевтическую стратегию”.
В исследовании изучались нейроны среднего мозга, полученные от пациентов, что имеет решающее значение, поскольку дофаминовые нейроны мыши и человека имеют разную физиологию, и результаты, полученные с использованием мышиных нейронов, не поддаются обобщению для человека, как подчеркивается в исследовании Крайнка, опубликованном в Science.
Ученые Северо-Западного университета обнаружили, что дофаминергические синапсы функционируют неправильно при различных генетических формах болезни Паркинсона.
Эта работа, наряду с другими недавними исследованиями лаборатории Крейнца, устраняет один из основных пробелов в этой области: как различные гены, связанные с болезнью Паркинсона, приводят к дегенерации дофаминергических нейронов человека.
Завод по переработке нейронов
Представьте себе двух рабочих на заводе по переработке нейронов. Их работа заключается в переработке митохондрий, которые производят энергию в клетке, которые слишком стары или перегружены работой. Если дисфункциональные митохондрии остаются в клетке, они могут вызвать клеточную дисфункцию.
Процесс переработки или удаления этих старых митохондрий называется митофагией. Двумя участниками этого процесса переработки являются гены Parkin и PINK1. В нормальной ситуации ген PINK1 активирует ген Parkin, чтобы переместить старые митохондрии на переработку или утилизацию.
Было хорошо установлено, что у людей, которые несут мутации в обеих копиях либо PINK1, либо Parkin, развивается болезнь Паркинсона из-за неэффективной митофагии.
История двух сестер, которая помогла продвинуть исследования болезни Паркинсона
Двум сестрам не повезло родиться без гена PINK1, потому что у каждого из родителей отсутствовала копия этого критического гена. Это подвергло сестер высокому риску развития болезни Паркинсона, но одной сестре был поставлен диагноз в возрасте 16 лет, а другой только в 48 лет.
Причина такого несоответствия привела к новому важному открытию Крайнца и его группы. У сестры, которой поставили диагноз в 16 лет, также была частичная потеря гена Parkin, что само по себе не должно вызывать болезнь Паркинсона.
“Должна быть полная потеря гена Parkin, чтобы вызвать болезнь Паркинсона”.
“Так почему же сестра с лишь частичной потерей Паркина заболела этим заболеванием более чем на 30 лет раньше?” – спрашивает Крейнц.
В результате ученые догадались, что у гена Parkin есть еще одна важная работа, о которой раньше было неизвестно. Ген также функционирует по другому пути в синаптической терминале, не связанному с его работой по переработке, где он контролирует высвобождение дофамина. Благодаря этому новому пониманию того, что пошло не так с сестрой, ученые Северо-Западного университета увидели новую возможность усилить ген Parkin и потенциал предотвращения дегенерации дофаминовых нейронов.
“Мы обнаружили новый механизм активации гена Parkin в нейронах пациентов”, – говорит Крайнк. “Теперь нам нужно разработать лекарства, которые стимулируют этот путь, исправляют синаптическую дисфункцию и, надеюсь, предотвращают дегенерацию нейронов при болезни Паркинсона”.
Помощь психолога