Nauji tyrimai rodo, kad trūkstama smegenų molekulė gali padėti suprasti ir galbūt gydyti sutrikusias nervines grandines, pastebėtas sergant Dauno sindromu. Mokslininkai teigia, kad molekulės, vadinamos pleiotropinu, atkūrimas gali pagerinti smegenų funkciją žmonėms, sergantiems Dauno sindromu ir kitomis neurologinėmis ligomis, net ir suaugus.
Tyrimas publikuojamas žurnale Ląstelių ataskaitos.
Ashley N. Brandebura, Virdžinijos universiteto medicinos mokyklos mokslininkė, kuri buvo tyrimo grupės dalis, kol dirbo Salko biologinių tyrimų institute, išvadas pavadino daug žadančiu žingsniu į priekį.
„Šis tyrimas yra tikrai įdomus, nes jis yra koncepcijos įrodymas, kad galime nukreipti į astrocitus, smegenų ląstelių tipą, kuris specializuojasi sinapsę moduliuojančių molekulių išskyrimui, kad perjungtų smegenų grandinę suaugus”, – sakė Brandebura.
„Tai vis dar toli nuo naudojimo žmonėms, tačiau tai suteikia mums vilties, kad išskiriamos molekulės gali būti pristatytos naudojant veiksmingą genų terapiją arba galbūt baltymų infuzijas, siekiant pagerinti Dauno sindromo gyvenimo kokybę.”
Baigusi doktorantūros studijas Salke, Brandebura prisijungė prie UVA Health, kur tęsia tyrimus UVA smegenų institute, Medicinos mokyklos Neurologijos katedroje ir Smegenų imunologijos ir Glia centre.
Salk tyrimas gavo paramą iš Chan Zuckerberg iniciatyvos ir Nacionalinio sveikatos instituto Nacionalinio neurologinių sutrikimų ir insulto instituto.
Nors šis metodas yra toli nuo klinikinio naudojimo, pleiotropino skyrimas pagerino suaugusių pelių smegenų funkciją ilgai po to, kai smegenys buvo visiškai susiformavusios, o tai rodo, kad metodas gali būti veiksmingesnis nei ankstesnės pastangos, kurioms reikėjo tiksliai laiku įsikišti nėštumo metu.
Suprasti Dauno sindromą
Pasak Ligų kontrolės ir prevencijos centrų, Dauno sindromas yra dažniausia genetinė intelekto sutrikimo priežastis, kuri kiekvienais metais paveikia maždaug vieną iš 640 JAV gimusių kūdikių.
Ši būklė atsiranda dėl ląstelių dalijimosi klaidos vystymosi metu ir gali sukelti vystymosi vėlavimą, hiperaktyvumą, trumpesnę gyvenimo trukmę ir didesnę širdies ydų, skydliaukės sutrikimų ir klausos ar regėjimo sutrikimų riziką.
Salko institute Nicola J. Allen vadovavo komandai, kuri siekė geriau suprasti biologines Dauno sindromo priežastis. Tyrėjai ištyrė laboratorines peles, kurios modeliuoja būklę, ieškodami jų smegenyse pakitusių ląstelių baltymų.
Jie nustatė, kad pleiotropinas yra pagrindinis kandidatas, nes jis pasirodo labai aukštu lygiu kritiniais smegenų vystymosi etapais ir atlieka esminį vaidmenį formuojant sinapses – ryšius tarp smegenų ląstelių, taip pat kuriant aksonus ir dendritus, nervinių signalų siųstuvus ir imtuvus. Tačiau šio baltymo kiekis sumažėja Dauno sindromo atveju.
Norėdami patikrinti, ar pleiotropino atkūrimas gali pagerinti smegenų funkciją, mokslininkai naudojo modifikuotus virusus, žinomus kaip virusiniai vektoriai, kad jie būtų patekę tiesiai į ląsteles. Nors virusai dažniausiai yra susiję su ligomis, mokslininkai gali juos pritaikyti vežti gydomuosius krovinius.
Pašalinusi kenksmingus viruso komponentus ir įdėjus pleiotropiną, komanda pavertė tuščiavidurį virusą tiksline pristatymo sistema.
Tyrėjai nustatė, kad pleiotropino skyrimas pagrindinėms smegenų ląstelėms, žinomoms kaip astrocitai, davė reikšmingos naudos. Jie apėmė sinapsių skaičiaus didinimą hipokampe – smegenų mokymosi ir atminties centre – ir nervinio „plastiškumo“ – smegenų gebėjimo formuoti ir koreguoti ryšius, būtinus mokymuisi ir atminčiai – didinimą.
Be Dauno sindromo
Nors išvados yra daug žadančios, mokslininkai pabrėžia, kad pleiotropinas greičiausiai nėra vienintelė smegenų grandinės problemų, susijusių su Dauno sindromu, priežastis. Jie sako, kad norint suprasti sudėtingus šios būklės veiksnius, reikia daugiau tyrimų.
Vis dėlto tyrimas pateikia įrodymų, kad šis metodas vieną dieną gali padėti pagerinti smegenų funkciją žmonėms, sergantiems Dauno sindromu ir galbūt kitais neurologiniais sutrikimais.
„Ši idėja, kad astrocitai gali pristatyti molekules, kad sukeltų smegenų plastiškumą, turi įtakos daugeliui neurologinių sutrikimų, įskaitant kitus neurologinio vystymosi sutrikimus, tokius kaip trapiojo X sindromas, bet ir galbūt net neurodegeneracinius sutrikimus, tokius kaip Alzheimerio liga“, – sakė Brandebura.
„Jei galime išsiaiškinti, kaip „perprogramuoti“ sutrikusius astrocitus, kad jie pristatytų sinaptogenines molekules, galime turėti labai teigiamą poveikį daugeliui skirtingų ligų būsenų.