Ученые из Северо-Западного университета выяснили, что заставляет нейроны при БАС и ЛВД находиться в состоянии электрического перевозбуждения. Исследование было опубликовано в журнале Nature Neuroscience.
Ученые нашли причину перевозбуждения нейронов при БАС и ЛВД
При боковом амиотрофическом склерозе (БАС) и лобно-височной деменции (ЛВД) нервные клетки в какой-то момент становятся сверхактивными. Они легко заводятся и не могут успокоиться. Это истощает их, приводит к стрессу и, в конечном счете, к гибели. Долгое время врачи не могли объяснить, почему это происходит.
Северо-Западный университет
Что такое БАС и ЛВД
БАС — болезнь, которая постепенно уничтожает двигательные нейроны в спинном мозге. Эти нервные клетки идут от мозга ко всем мышцам. Когда они отмирают, человек теряет способность ходить, глотать и, в конце концов, дышать. По всему миру от БАС страдает около 350 000 человек.
ЛВД — форма деменции, которая поражает не память, а личность, поведение и речь. У такого больного стираются социальные запреты, он становится апатичным или агрессивным, перестает понимать речь. От ЛВД страдает до 1,8 млн человек в мире.
Несмотря на разницу в симптомах, у этих болезней есть общее — белок TDP-43. В норме он работает в ядре, однако почти всегда при БАС и в половине случаев ЛВД с ним происходит что-то странное: он перемещается в цитоплазму. Там он начинает вредить, нарушая нормальную работу клетки.
Ошибка в тормозе
Ученые решили выяснить, какой именно вред причиняет белок TDP-43. Для этого они сосредоточились на одном компоненте нейрона — ионном канале KCNQ2. Это тормоз. Его задача — не давать клетке возбуждаться слишком сильно и часто.
Иммуногистохимия нейронов из неневрологического контроля ( n = 3) и спорадического БАС (сАБС) ( n = 3) срезы спинного мозга, окрашенные на DAPI (синий), MAP2 (белый), KCNQ2 (зеленый) и TDP-43 (красный).
Исследователи обнаружили, что, когда белок TDP-43 покидает ядро, он нарушает процесс необходимый для создания этого канала. В результате клетка производит бракованный и неработающий KCNQ2.
Без тормоза нейроны становятся гиперактивными. Они возбуждаются и не могут успокоиться. Это истощает их энергию, приводит к стрессу и ускоряет гибель. Ученые также обнаружили, что у пациентов с самой серьезной поломкой тормоза болезнь начиналась раньше.
Как это исправить
Ученые не только нашли проблему, но и попытались решить ее. Они спроектировали, создали и протестировали экспериментальный препарат, который может исправить поломку при создании ионного канала.
Этот тип лекарства называется антисмысловой олигонуклеотид (ASO). Это короткий фрагмент молекулы, который находит в клетке поломку и закрывает собой бракованный участок. Это заставляет клетку проигнорировать ошибку и создать рабочий канал KCNQ2.
Репрезентативные иммуноцитохимические изображения нейронов, окрашенных DAPI, MAP2, KCNQ2 и ANK-G.
Исследователи протестировали этот препарат на человеческих нейронах, выращенных в лаборатории. После введения лекарства те успокаивались, их гиперактивность снижалась, а электрический баланс восстанавливался.
Пока препарат готовят к прохождению клинических испытаний, ученые работают над созданием теста, который сможет по анализу определять поломку в тормозе. Это позволит в будущем ставить диагноз раньше.