Боковой амиотрофический склероз (БАС) – разрушительное заболевание двигательных нейронов, которое быстро атрофирует мышцы, что приводит к полному параличу. Несмотря на свой высокий статус – установленный, когда он поразил Лу Герига из Нью-Йорк Янкиз, – БАС остается болезнью, которую ученые не могут предсказать, предотвратить или вылечить.
Хотя было идентифицировано несколько генетических мутаций БАС, они применимы только к небольшому количеству случаев. Текущая задача состоит в том, чтобы определить механизмы, лежащие в основе негенетической формы заболевания, и провести полезные сравнения с генетическими формами.
Теперь, используя образцы стволовых клеток, полученных из костного мозга негенетических пациентов с БАС, проф. Мигель Вейль из Лаборатории нейродегенеративных заболеваний и персонализированной медицины Тель-Авивского университета отдела клеточных исследований и иммунологии и его команда исследователей обнаружили четыре различных биомаркера, которые характеризуют негенетическую форму заболевания. Каждый образец показывает аналогичные биологические аномалии для четырех конкретных генов, и дальнейшие исследования могут выявить дополнительные общие черты. "Поскольку эти гены и их функции уже известны, они дают нам конкретное направление для исследований негенетической диагностики и лечения БАС," Проф. Вайль говорит. Его первые результаты были опубликованы в журнале Disease Markers.
Поддайтесь стрессу
Чтобы найти эти биомаркеры, проф. Вейль и его коллеги обратились к образцам костного мозга, взятым у пациентов с БАС. Хотя собирать стволовые клетки костного мозга сложнее, чем кровь, их легко изолировать и стабильно выращивать. В лаборатории он использовал эти клетки в качестве клеточных моделей болезни. В конечном итоге он обнаружил, что клетки разных пациентов с БАС обладают одинаковыми аномальными характеристиками четырех разных генов, которые могут действовать как биомаркеры болезни. И поскольку характеристики проявляются в тканях, связанных с БАС, в том числе в тканях мышц, головного и спинного мозга в мышиных моделях генетического БАС, они вполне могут быть связаны с дегенеративным процессом болезни у людей, считает он.
В поисках биологического значения этих аномалий проф. Вейл подвергает клетки стрессу, применяя токсины, чтобы вызвать защитные механизмы клеток. Здоровые клетки будут пытаться бороться с угрозами и часто оказываются довольно устойчивыми, но было обнаружено, что клетки БАС чрезвычайно чувствительны к стрессу, и подавляющее большинство предпочитает умереть, а не бороться. Он добавляет, что поскольку это такой укоренившийся ответ, его можно использовать как функцию для скрининга лекарств на предмет заболевания.
Охота за терапией
Пока неизвестно, являются ли эти биомаркеры причиной или следствием БАС. Однако это открытие остается важным шагом на пути к раскрытию механизмов заболевания. Поскольку эти гены уже были идентифицированы, это дает ученым четкое направление для будущих исследований. Кроме того, эти биомаркеры могут привести к более ранней и более точной диагностике.
Далее, проф. Вейль планирует использовать высокопроизводительный скрининговый комплекс своей лаборатории, который может ежедневно проверять влияние тысяч соединений на больные клетки, для поиска лекарств-кандидатов, способных повлиять на аномальную экспрессию этих генов или стрессовую реакцию клеток БАС. По его словам, соединение, которое влияет на эти показатели БАС, может иметь значение для лечения болезни.
Проф. Вайль – директор нового центра клеточного скрининга для персонализированной медицины в TAU. Учреждение предназначено для поиска потенциальных лекарств от редких и еврейских наследственных болезней.