Исследовательской группе под руководством Института нейробиологии UAB удалось создать и проверить новую модель на животных. Эта модель позволяет исследовать начальные фазы болезни Паркинсона, возникающие до появления двигательных симптомов, и исследовать молекулярные процессы, предшествующие дегенерации нейронов.
Новая модель, основанная на черве Caenorhabditis elegans, становится важным инструментом в создании будущих методов лечения, направленных на остановку характерной потери структуры и функций нейронов, наблюдаемой при этом заболевании.
Наиболее очевидные симптомы болезни Паркинсона, которые являются двигательными, появляются, когда болезнь развивается в течение многих лет и повреждение головного мозга не может быть обращено вспять. Таким образом, понимание прогрессирования на начальных этапах может оказать большую помощь в ранней диагностике и поиске лечения, которое сможет вовремя остановить нейродегенерацию.
Сложность и продолжительный жизненный цикл существующих моделей на животных препятствовали изучению болезни Паркинсона на доклинических стадиях. Теперь исследовательская группа под руководством Института нейробиологии Автономного университета Барселоны (INc-UAB) представила новую модель, которая позволяет исследовать немоторные симптомы на самых ранних стадиях заболевания. Животная модель — трансгенный червь Caenorhabditis elegans RAC1/ced10, с помощью которого исследователи также смогли определить жизненный период, в котором начинается патология, и проследить за вызывающим ее процессом накопления белка.
Исследование, опубликованное в журнале Progress in Neurobiology , координировалось доктором Эстер Дальфо, исследователем INc-UAB и Института исследований и инноваций в науках жизни и спасения в Центральной Каталонии (IRIS-CC). и преподаватель Университета Вик-Централ Каталонии (UVic-UCC).
У людей с болезнью Паркинсона первоначально наблюдаются немоторные симптомы, за которыми следуют двигательные симптомы, регулируемые соответственно нейротрансмиттерами ГАМК и дофамином. Обе симптоматики связаны с накоплением белков альфа-синуклеина в нервной системе, что вызывает гибель нейронов, особенно нейронов, секретирующих дофамин (дофаминергический).
Помимо аномального накопления этих и других белков, у пациентов также накапливаются липиды в определенных участках нервной системы, хотя точная роль, которую это может играть в прогрессировании заболевания, пока не известна.
В этом исследовании исследовательская группа показала, что новая модель на животных демонстрирует начальные немоторные симптомы, зависящие от нейротрансмиттера ГАМК. Более того, они подтвердили гипотезу о решающем участии липидного обмена в прогрессировании заболевания.
Доктор Аманда Муньос-Хуан, первый автор статьи и исследователь Института материаловедения Барселоны (ICMAB-CSIC), отмечает, что Caenorhabditis elegans RAC1/ced10 «будет полезна при изучении изменений в пропорции липидов, которые могут привести к к раннему выявлению болезни Паркинсона, а также к самым первым ГАМКергическим симптомам. Оба аспекта предшествуют гибели дофаминергических нейронов и, следовательно, это позволит исследовать молекулярные механизмы до нейродегенерации».
Важный червь для нейробиологических исследований
C. elegans — важный модельный организм для нейробиологических исследований. Многие молекулы, участвующие в передаче сигналов нейронов и метаболизме, консервативны между этой нематодой и человеком, и результаты, полученные с помощью этих моделей, позволяют прогнозировать исходы заболеваний человека.
«Он хорошо подходит для исследований нейродегенерации из-за его короткой продолжительности жизни (от 15 до 20 дней), что позволяет всесторонне наблюдать за всем процессом. Кроме того, его простая нервная система , состоящая из 302 нейронов (всего восемь дофаминергических нейронов и 26 ГАМКергических нейронов) , позволяет тщательно отслеживать все происходящие изменения», — объясняет доктор Дальфо.
Доктор Дальфо и ее коллеги уже продемонстрировали в предыдущем исследовании, что белок RAC1, известный у C elegans как CED-10, защищает дофаминергические нейроны от токсичности, производимой альфа-синуклеином, и что у пациентов с болезнью Паркинсона активность этого белка снижается. уменьшился. Для этого исследования команда создала трансгенного червя без RAC1/ced10, в котором альфа-синуклеин накапливается и вызывает гибель нейронов.
Еще одним преимуществом C elegans является то, что их основные липидные пути известны и такие же, как у человека. В этом исследовании исследовательская группа отметила, что по сравнению со здоровым червем у нового трансгенного червя наблюдаются изменения в распределении различных типов липидов в организме уже на самых ранних стадиях.
«Недавно разработанная модель дает возможность исследовать начальные фазы болезни Паркинсона и других синуклеинопатий до дегенерации нейронов. Это достижение дает возможность идентифицировать лекарства, способные остановить прогрессирование заболевания до того, как оно станет необратимым», — говорит доктор Дальфо. .
