Исследователи из Университета Индианы обнаружили, что нарушение связи в определенной части мозга играет роль в непроизвольных физических движениях, которые влияют на людей с болезнью Хантингтона.
Неизлечимое наследственное генетическое заболевание, которым страдают около 300000 американцев, болезнь Хантингтона включает прогрессирующую потерю клеток мозга и двигательной функции, обычно начинающуюся в среднем возрасте, вызывающую непроизвольные движения, психоз и другие серьезные когнитивные и эмоциональные проблемы. Заболевание вызвано аномально длинным повторяющимся участком аминокислоты глутамина в большом белке, называемом хантингтином.
Исследование, проведенное Джорджем Ребеком, профессором канцлера факультета психологии и науки о мозге IU Блумингтона Колледжа искусств и наук, предполагает следующее: "модель клеточного взаимодействия" болезни Хантингтона, при которой эта генетическая мутация вызывает ошибочную связь между корой головного мозга и полосатым телом. Стриатум – это часть переднего мозга, наиболее пораженная болезнью Гентингтона, что приводит к физическим симптомам.
Результаты также сильно противоречат ранее предложенному "автономная клеточная модель," при котором симптомы болезни возникают из-за простого присутствия мутировавшего гена хантингтина в полосатом теле.
"Насколько нам известно, это первое свидетельство на живых организмах, указывающее на то, что мутантный ген хантингтина в выходных нейронах коры головного мозга играет важную роль в формировании аберрантной активности полосатого тела и связанных с ним физических симптомов, наблюдаемых у людей с болезнью Хантингтона," Ребек сказал. "Результаты предлагают новый подход к лечению – нацеливания на одну часть мозга недостаточно, потому что нарушение связи между его областями, похоже, ухудшает состояние."
В настоящее время не существует лечения болезни Гентингтона, направленного на первопричину заболевания, только симптомы.
"К сожалению, лекарства, предназначенные для ограничения движения, не намного лучше химических смирительных рубашек," Ребек сказал. "В конечном итоге генетическое лечение может быть единственным ответом, но более эффективные и целенаправленные лекарственные препараты могут быть многообещающими в ближайшем будущем."
Для проведения своего исследования Ребек и его сотрудники использовали три модели мышей: одна имела мутантный ген хантингтина в полосатом теле, но подавлен в коре головного мозга; второй – с болезнью Хантингтона, когда мутантный ген хантингтина не подавлялся; и третья здоровая контрольная группа. В исследовании использовалось примерно равное количество мышей-самцов и самок.
Стриатум, который получает сообщения от коры головного мозга, отвечает за функции организма, от управления мелкой моторикой до сложных форм поведения, таких как социальные взаимодействия. Чтобы оценить функцию и связь между этими областями мозга, ученые измерили электрические импульсы в коре и полосатом теле трех типов мышей, когда они свободно перемещались. Всех мышей оценивали с регулярными интервалами в течение нескольких месяцев, в том числе до и после того, как у генетически измененных мышей начали проявляться признаки болезни Хантингтона.
За мышами наблюдали за поведением, таким как исследование (вставание на дыбы или лазание по наклонным стенам); уход (умывание и расчесывание лица); строительство гнезда (включая размер гнезд и количество используемого материала); и отдыхает. Строительство гнезда служило особенно важным показателем ухудшения контроля над моторикой и когнитивных функций, так как требует очень скоординированной мышечной деятельности.
Мониторинг начинался в возрасте от 20 недель до 60 недель, в диапазоне, в котором у мышей с болезнью Гентингтона начали проявляться симптомы.
Как видно из предыдущих исследований мышей с болезнью Хантингтона, в мозге развивалась аномальная электрическая активность по сравнению со здоровой группой.
Но у мышей, у которых был подавлен мутантный ген хантингтина в коре головного мозга, эти симптомы были значительно менее серьезными. Нервная активность в полосатом теле этих мышей также была улучшена по сравнению с другими мышами с болезнью Хантингтона.
Различия в электрической активности наблюдались в поведении. У мышей, у которых мутантный ген хантингтина был подавлен в коре головного мозга, было меньше проблем с моторным контролем по сравнению с другими мышами с болезнью Хантингтона.
"Эти результаты убедительно показывают, что мутантный ген хантингтина в корковых продуктах головного мозга является ключевым фактором физических симптомов, наблюдаемых у людей с болезнью Хантингтона," Ребек сказал. "Частичное, но значительное улучшение как нейрональной активности полосатого тела, так и поведения у мышей, у которых был подавлен мутантный ген хантингтина в коре головного мозга, предполагает, что взаимодействия полосатого тела с корой головного мозга играют ключевую роль в моторных дисфункциях при болезни Хантингтона.
"Заглядывая в будущее, новые подходы к лечению должны будут быть более чувствительными к взаимодействиям между клетками в головном мозге – простое присутствие мутантного гена в одной области не является проблемой, это также взаимодействие между пораженными областями."