Болезнь Паркинсона – второе по распространенности нейродегенеративное заболевание. Только в Германии затронуты почти полмиллиона человек. Очаг заболевания – прогрессирующая дегенерация дофамин-продуцирующих нервных клеток в определенной области среднего мозга, черной субстанции. Неправильно свернутые белки являются причиной. До недавнего времени было неясно, почему повреждение ограничивается определенными нервными клетками. Группа исследователей во главе с нейрофизиологами из Франкфурта определила, как начинается этот избирательный процесс болезни, используя генетическую модель болезни Паркинсона у мышей.
Прогрессирующая гибель определенного типа нервных клеток – дофаминергических нейронов – в черной субстанции вызывает дефицит дофамина, который является основной причиной двигательного дефицита у пациентов с болезнью Паркинсона. Хотя можно терапевтически компенсировать дефицит дофамина в течение определенного периода времени, e.грамм. введение L-допа или агонистов дофамина, эти методы лечения не останавливают прогрессирующую гибель нейронов.
За последние два десятилетия исследователи определили мутации генов и токсичные белковые агрегаты, вызывающие нейродегенерацию, при этом важную роль играет белок α-синуклеин. До недавнего времени было неясно, почему только определенные типы нервных клеток, такие как допанинергические нейроны в черной субстанции, подвержены этому процессу, в то время как другие, также экспрессирующие мутантный а-синкуклеин, такие как дофаминергические нейроны, находящиеся в непосредственной близости, выживают. болезненный процесс с небольшим повреждением.
Исследовательская группа во главе с доктором. Махалакшми Субраманиам и профессор. Йохен Рёпер из Института нейрофизиологии Университета Гете в сотрудничестве с исследователями из Франкфуртской экспериментальной неврологической группы и из Фрайбургского университета впервые продемонстрировал, как чувствительные дофаминергические нейроны черного вещества функционально реагируют на токсичные белки на генетической модели мыши. Мутировавший ген α-синкулеина (A53T), вызывающий болезнь Паркинсона у людей, экспрессируется на мышиной модели.
В текущем выпуске журнала Neuroscience исследователи сообщают, что чувствительные дофаминергические нейроны черного вещества реагируют на накопление токсичного белка, значительно увеличивая электрическую активность в пораженных областях среднего мозга. Напротив, менее чувствительные соседние дофаминергические нейроны не пострадали от своей активности. "Этот процесс начинается уже за год до появления первых дефицитов в дофаминовой системе, и, как таковой, он представляет собой ранний функциональный биомаркер, который в будущем может иметь потенциал для доклинического выявления надвигающейся болезни Паркинсона у людей," объясняет проф. Йохен Ропер. "Возможность раннего доклинического выявления субъектов риска имеет важное значение для разработки нейропротективных методов лечения."
Франкфуртская группа также определила регуляторный белок, ионный канал, который вызывает повышение электрической активности и связанный с этим стресс в нервных клетках в ответ на окислительное повреждение. Этот канал обеспечивает прямой новый целевой белок для нейрозащиты дофаминергических нейронов. В срезах мозга дисфункция этого ионного канала, действующего как "электрический тормоз" для дофаминовых нейронов обратимо просто добавлением окислительно-восстановительных буферов. Если бы терапевтические препараты могли снизить окислительно-восстановительную чувствительность канала в будущих моделях мышей, можно было бы предотвратить гибель дофаминергических нейронов в черной субстанции. В настоящее время исследователи изучают, происходят ли аналогичные процессы с другими генами Паркинсона и с самим старением. "Долгосрочная цель – изучить, в какой степени эти результаты, полученные на мышах, могут быть переданы людям," говорит Ропер.