Исследователи в области нейробиологии Чон Сук Ким-Хан и Карен О’Мэлли, доктор философии, обнаружили доказательства особой уязвимости нервных клеток, пораженных болезнью Паркинсона.
(Medical Xpress) – Новые данные указывают на то, почему болезнь Паркинсона так избирательно поражает клетки мозга, вырабатывающие химический дофамин, говорят исследователи из Медицинской школы Вашингтонского университета в Сент-Луисе. Луи.
Дофамин участвует в обмене данными между клетками мозга, включая сигналы, управляющие движением. Поскольку болезнь Паркинсона убивает клетки, производящие дофамин, у пациентов начинает развиваться тремор, проблемы с движением и другие симптомы.
Новое исследование показывает, что лекарство, которое, как известно, повреждает нервные клетки, продуцирующие дофамин, и имитирует болезнь Паркинсона, быстро повреждает генераторы клеточной энергии, называемые митохондриями. Это повреждение ухудшает способность митохондрий циркулировать вокруг клетки, как обычно. В результате аксоны, нервные клетки расширенных рук, которые используют для отправки сообщений, увядают; через несколько дней тело или основная часть клетки также умирает.
"Большая часть исследований по лечению болезни Паркинсона сосредоточена на сохранении тел этих клеток, но наши результаты показывают, что поддержание здоровья аксонов также имеет важное значение,"говорит Карен О’Мэлли, доктор философии, Медицинская школа Вашингтонского университета в Сент-Луисе. Луи. "Когда аксоны отмирают, дофамин больше не доставляется к нейронам, которые в нем нуждаются. Тело клетки также имеет меньше связей с другими клетками, и ему нужны эти связи, чтобы выжить."
Результаты были опубликованы 11 мая в The Journal of Neuroscience.
Многие процессы и средства для поддержания клеток находятся в теле нервной клетки, и их продуктам иногда приходится преодолевать значительные расстояния, чтобы достичь конца аксона.
"Если вы думаете, например, об одном из ваших периферических нервов, тело клетки находится в позвоночнике, но некоторые из аксонов простираются до большого пальца ноги," говорит О’Мэлли, профессор нейробиологии. "Это похоже на то, что тело клетки находится в офисе на улице Св. Луи и конец аксона в Чикаго."
О’Мэлли сравнивает систему аксона для транспортировки грузов по железной дороге. Митохондрии – часть груза железной дороги. Они поставляют энергию, которая позволяет аксону выполнять свою работу.
Для исследования О’Мэлли дал культивированным нервным клеткам мыши токсин под названием MPP +, который вызывает симптомы, похожие на симптомы болезни Паркинсона.
"MPP + – это производная синтетической формы героина, разработанная в Калифорнии в начале 1980-х годов," О’Мэлли говорит. "Это привлекло внимание ученых, когда подростки, злоупотребляющие наркотиком, обратились в больницу с симптомами болезни Паркинсона."
О’Мэлли обнаружил, что токсин останавливал движение митохондрий в аксоне за 30 минут. Железная дорога все еще функционировала, доставляя другие грузы до конца аксона. Но большинство митохондрий либо перестали двигаться, либо устремились к телу клетки, а не к аксону.
О’Мэлли подозревал, что это означает, что митохондрии были повреждены изменениями, вызванными токсином, и были отправлены обратно в тело клетки для ремонта. Дополнительные тесты подтвердили эту теорию, показав, что митохондрии утратили способность поддерживать свой мембранный потенциал, показатель пригодности митохондрий.
Специфичность этого токсина для клеток, продуцирующих дофамин, подтверждается тем фактом, что другие типы нервных клеток не имеют проблем с транспортировкой митохондрий после воздействия токсина. При сравнении различных типов нервных клеток О’Мэлли обнаружил, что митохондрии в нервных клетках, продуцирующих дофамин, меньше по размеру и перемещаются в три раза медленнее. Но она еще не может однозначно сказать, что эти различия играют роль в проблемах, вызванных токсином.
Ученые проверили несколько соединений, чтобы узнать, могут ли они блокировать действие токсина. Подействовали только два антиоксиданта, глутатион и N-ацетилцистеин. Последнее соединение уже было показано на животных моделях болезни Паркинсона и используется для лечения других заболеваний у пациентов.
О’Мэлли в настоящее время изучает, влияют ли два гена, связанных с болезнью Паркинсона, на митохондрии, поврежденные токсином.
"Мы собираемся продолжить поиск конкретных различий в этих клетках, которые могут помочь ученым разработать более эффективные методы лечения," О’Мэлли говорит.