Ученые обнаружили причинную связь между геном небольшого белка, участвующего в формировании кровеносных сосудов, и развитием некоторых форм бокового амиотрофного склероза (БАС).
Результаты, опубликованные в журнале Human Molecular Genetics, могут стать основой для разработки методов остановки прогрессирования некоторых форм заболевания.
Их работа основана на открытии в 2006 году исследовательской группой из Ирландии, что у некоторых пациентов есть мутированная форма гена, вырабатывающего ангиогенин – белок, участвующий в формировании кровеносных сосудов.
В серии недавних статей, включая последнюю в HMG, доктор Васанта Субраманиан и его коллеги из Университета Бата показали, что ангиогенин не только играет ключевую роль в формировании кровеносных сосудов, но и участвует в поддержании двигательных нейронов.
Исследователи также обнаружили, что мутантные версии молекулы токсичны для мотонейронов и влияют на их способность расти и расширяться.
Ученые, стоящие за новым исследованием, считают, что постепенное накопление этих дефектных молекул может объяснить позднее начало и постепенное ухудшение функции, вызванное заболеванием.
Путем нацеливания на измененную форму ангиогенина можно будет лучше поддерживать нейроны людей с заболеванием, чтобы предотвратить их дегенерацию и остановить прогрессирование заболевания.
БАС, также известный как болезнь моторных нейронов, поражает от одного до пяти из каждых 100000 человек и около 5000 человек одновременно в Великобритании.
Некоторые пациенты с БАС шотландского и ирландского происхождения, а также некоторые пациенты с БАС в США имеют мутировавший ген, который продуцирует дефектный ангиогенин.
«Мы больше всего знаем об ангиогенине, поскольку он помогает кровеносным сосудам разветвляться на древовидные структуры по мере их роста, особенно при росте опухоли», – сказал д-р Васанта Субраманиан из Биологического факультета Университета Бата & Биохимия.
«Прошлогоднее открытие, что некоторые пациенты с семейным и спорадическим БАС имеют мутированную версию гена ангиогенина человека, было неожиданным, потому что мы не знали, как ангиогенин может быть связан с этим заболеванием.
«С тех пор мы были заняты, пытаясь выяснить это, и теперь мы показали, что ангиогенин также играет ключевую роль в поддержании и развитии двигательных нейронов.
«Мы также обнаружили, что мутировавшие версии этой молекулы токсичны для мотонейронов и влияют на их способность выпускать расширения, называемые аксонами.
«Эта более четкая картина того, как измененный ангиогенин работает на клеточном и молекулярном уровне, позволяет нам думать о способах предотвращения прогрессирования болезни.
«Симптомы БАС начинают проявляться по мере того, как нейроны, контролирующие движение, начинают дегенерировать.
«Если мы сможем заблокировать функцию дефектного ангиогенина у пациентов, у которых он присутствует, это может помочь сохранить здоровые нейроны и предотвратить дальнейшее прогрессирование болезни.”
При финансовой поддержке Wellcome Trust и Совета по медицинским исследованиям исследователи искали, где ангиогенин продуцируется (экспрессируется) в развивающихся эмбрионах мыши. Они обнаружили, что он широко выражен в нервной системе как в головном, так и в спинном мозге, в основном в нейронах.
По мере развития эмбриона мыши количество ангиогенина постепенно снижалось, но все еще экспрессировалось в головном и спинном мозге взрослых мышей.
Затем они использовали молекулу для подавления активности гена ангиогенина в нейронах и обнаружили, что отсутствие ангиогенина влияет на способность нейрона расширять нервные проекции; процесс, известный как поиск пути нейритов.
Затем они исследовали влияние мутировавшего ангиогенина на двигательные нейроны и обнаружили, что эта молекула влияет на поиск пути в двигательных нейронах. Они также обнаружили, что мутировавший ангиогенин токсичен для двигательных нейронов, когда нервные клетки подвергаются окислительному стрессу.
Это говорит о том, что ангиогенин действует как нейротрофический и нейропротекторный фактор, который помогает нейронам выжить.
«Еще многое предстоит сделать, чтобы лучше понять точную природу механизма заболевания и роль, которую играют измененные формы ангиогенина», – сказал д-р Субраманиан.
«Когда мы точно выясним, что идет не так, мы можем начать разработку способов предотвращения прогрессирования этого нейродегенеративного заболевания.”
При БАС нейроны, ответственные за передачу химических сообщений, обеспечивающих движения мышц, поражаются и впоследствии умирают, вызывая мышечную слабость и истощение, что приводит к смерти от удушья.
Среди известных людей, которые скончались от этой болезни, – актер Дэвид Нивен и бейсболист Лу Гериг. Профессор Стивен Хокинг исключительный; он пережил болезнь более 35 лет.
Источник: Университет Бата