Новое открытие в области заболеваний двигательных нейронов и деменции может проложить путь к новым методам лечения
Новое открытие ученых из Университета Шеффилда может помочь замедлить прогрессирование нейродегенеративных заболеваний, таких как болезнь двигательных нейронов (БДН), деменция и неврологический упадок, связанный со старением.
Исследователи определили, что настройка пути активности естественного инструментария восстановления ДНК, который обычно помогает восстанавливать повреждения в нашем генетическом материале, может помочь предотвратить гибель нервных клеток, вызывающих неврологические заболевания.
Ведущие ученые из Департамента молекулярной биологии и биотехнологии (MBB) Университета Шеффилда и его Института трансляционной нейробиологии (SITraN) исследовали ген C9orf72, который содержит шесть нуклеотидов ДНК – строительные блоки нашей ДНК, в которых хранится вся важная клеточная информация.
Когда этот ряд нуклеотидов расширяется и повторяется несколько раз, могут возникать нейродегенеративные заболевания. Расширения гена образуют генетический материал, называемый «R-петлями», который делает ДНК уязвимой для разрывов. Они обнаружили, что накопление R-петель и увеличение разрыва ДНК в нейронах приводят к нейродегенеративным заболеваниям.
У наших клеток есть свои собственные инструменты для восстановления, специально разработанные для исправления разрывов в ДНК, однако продукты расширения чрезмерно активируют процесс, называемый аутофагией – процесс, который избавляет от неправильного свертывания или неправильного свертывания "нежелательный" белки.
Новое исследование, совместно проведенное профессором Шерифом Эль-Хамиси из отделения MBB Университета Шеффилда и профессором Мимуном Аззузом из SITraN из Университета Шеффилда, опубликованное сегодня (17 июля 2017 г.) в журнале Nature Neuroscience, показывает, что расширение привело к чрезмерному: активация этого процесса может разрушить некоторые из очень ценных наборов инструментов ДНК, а это означает, что клетки в конечном итоге умрут.
"Мы смогли остановить неконтролируемый процесс деградации, который снижает способность клетки исправлять геномные разрывы, используя генетические методы," сказал профессор Эль-Хамиси.
"Несмотря на то, что ДНК все еще была повреждена, клетки смогли справиться и не умирали. Обнаружение этого нового механизма и его последствий является значительным шагом на пути к разработке новых методов лечения заболеваний двигательных нейронов и других нейродегенеративных состояний.
"Необходимо провести дополнительные исследования, но возможно, что этот недавно открытый механизм способствует гибели нервных клеток у людей, страдающих такими заболеваниями, как болезнь Альцгеймера, Паркинсона, а также в процессе старения."
Профессор Эль-Хамиси, исследователь Wellcome Trust, добавил: "Я очень рад, если мы будем модулировать этот процесс деградации, мы сможем сохранить наш инструментарий для восстановления ДНК и убрать патологию, гибель клеток."Открытие, основанное на работе, проведенной на клеточных и мышиных моделях болезни, может проложить путь к новым методам лечения разрушительных заболеваний, таких как БДН, которое является одним из наиболее распространенных нейродегенеративных расстройств, поражающих молодых людей в середине их активной жизни.
БДН – это прогрессирующее и изнурительное состояние, которое вызывает паралич мышц тела, что приводит к затруднениям при ходьбе, движении, разговоре, глотании и дыхании. Быстрое ухудшение движения мышц означает, что ожидаемая продолжительность жизни пациентов с этим заболеванием составляет от трех до пяти лет. В настоящее время нет средств для борьбы с этой болезнью.
Профессор Аззуз, продвинутый исследователь ERC из SITraN в Университете Шеффилда, сказал: "Это открытие решает одну из основных проблем, а именно плохое понимание того, как умирают нейроны у этих пациентов с БДН.
"Исследование открывает путь к захватывающим горизонтам для ускорения темпов терапевтического развития БДН. Наша цель сейчас – определить цели, которые могут сохранить инструменты ДНК и спасти нейроны от дегенерации.
"Я очень рад, что эти плодотворные совместные усилия привели к этому захватывающему открытию. Благодарим за фантастические усилия команды, в частности нашего аспиранта Каллума Уокера. Мы с нетерпением ждем продолжения этой работы по преобразованию ценных методов лечения."