Болезнь Хантингтона – это наследственное нейродегенеративное заболевание, характеризующееся нарушениями движений, когнитивным дефицитом и психическими расстройствами, возникающими в результате дегенерации нейронов в ядре полосатого тела мозга. Исследование, проведенное учеными из Института неврологии UB (UBNeuro), охарактеризовало одну из нейронных цепей, участвующих в развитии заболевания: соединение вторичной моторной коры (M2) с дорсолатеральным ядром полосатого тела (DSL).
Исследование, опубликованное в журнале eLife, показывает на модели животных с патологией, что оптогенетическая стимуляция цепи вызывает улучшение типичной симптоматики заболевания. По словам исследователей, эти результаты проливают свет на другие патологии со схожими чертами, такие как болезнь Паркинсона и синдром Туретта.
Исследование возглавляет Мерсе Масана, штатный преподаватель на медицинском факультете UB и исследователь в UBNeuro, IDIBAPS и Сетевом центре биомедицинских исследований нейродегенеративных заболеваний (CIBERNED). В исследовании предполагается участие лекторов и исследователей с того же факультета Хорди Альберча и Мануэля Хосе Родригеса (UBNeuro-IDIBAPS), а также Дэвида Бернала-Касаса с факультета биологии UB. Среди других участников также исследователи из Института биомедицинских исследований Барселоны (IIBB-CSIC), Сетевого центра биомедицинских исследований в области психического здоровья (CIBERSAM) и подразделения магнитно-резонансной томографии IDIBAPS.
Нарушение связи между корой и полосатым телом головного мозга
Целью этого исследования было проанализировать изменения в мозговых цепях, которые вызывают неврологические симптомы при болезни Хантингтона. В сотрудничестве с отделением магнитно-резонансной томографии IDIBAPS исследователи использовали эту технологию для анализа функциональных изменений в цепях, которые соединяют кору головного мозга с ядром стриатума базальных ганглиев, которое играет важную роль в управлении движением и поведением. "Результаты первого анализа на животной модели с симптомами заболевания показали, что функциональная связь коры головного мозга с ядром полосатого тела сильно изменена," ноты Mercè Masana.
"После этого," продолжает эксперт, "мы подробно изучили конкретную цепь, которая, согласно предыдущим исследованиям, показывает структурные изменения при этом заболевании: соединение вторичной моторной коры с дорсолатеральным полосатым телом."
Чтобы изучить функцию этой цепи, исследователи использовали оптогенетику, мощный и инновационный метод, который сочетает в себе генетические и оптические методы для выборочного усиления цепей мозга с помощью света. Опсины, белки из одного типа водорослей, развивают каналы светочувствительных ионов, которые открываются, когда они получают вспышки синего света, и позволяют активировать нейроны. Путем введения гена опсина в кору головного мозга можно избирательно активировать нервные окончания в ядре полосатого тела, и они экспрессируют белок. "Используя оптогенетику в сочетании с электрофизиологией и микродиализом, мы могли определить, что цепь M2-DLS в модели с болезнью Хантингтона высвобождает пониженные уровни глутамата, основного нейротрансмиттера, участвующего в этой цепи, и что нейроны в ядре стриатума не реагируют на цепь. активация," отмечает исследователь.
Повышение синаптической пластичности и обращение симптомов
Позже исследователи снова использовали оптогенетику, чтобы многократно усилить измененную схему. Результаты показывают, что эта стимуляция улучшает симптоматику заболевания у модельных мышей. "После применения этой техники мы увидели, что типичные двигательные симптомы патологии полностью изменились, ситуация, к которой присоединилось восстановление синаптической пластичности стимулированного контура," ноты Mercè Masana.
Хотя его применение у людей еще далеко, успех этого эксперимента приводит к потенциальной терапевтической стратегии, основанной на восстановлении нейронных цепей. "Новое исследование показывает, что оптогенетика может быть мощным инструментом для лечения заболеваний, при которых изменяется активность мозговых цепей, и в будущем она может привести к новым терапевтическим подходам, подобным глубокой стимуляции мозга, которая используется при болезни Паркинсона," заключает исследователь.
Болезнь Хантингтона поражает более 4000 человек в Испании, и более 15000 человек подвергаются риску унаследовать ген этого заболевания, потому что у них есть член семьи, которого он затронул. На данный момент лекарства от этого заболевания нет, и есть только методы лечения, направленные на облегчение его симптомов.