Работая с генно-инженерными мышами, нейробиологи Джона Хопкинса сообщают, что они определили то, что, по их мнению, является причиной обширного распада части мозга, называемой полосатым телом, у грызунов и людей с болезнью Хантингтона: потеря способности производить аминокислоту. цистеин. Они также обнаружили, что прогрессирование заболевания замедлялось у мышей, которые получали диету, богатую цистеином, который содержится в таких продуктах, как зародыши пшеницы и сывороточный белок.
Их результаты предполагают дальнейшее исследование добавок цистеина в качестве терапевтического кандидата для людей с этим заболеванием.
До 90 процентов полосатого тела человека, структуры мозга, которая регулирует настроение, движения и познание, дегенерирует у людей с болезнью Гентингтона, состоянием, характеризующимся широко распространенной двигательной и интеллектуальной инвалидностью. И хотя генетическая мутация, лежащая в основе болезни Хантингтона, давно известна, точная причина этой дегенерации остается загадкой.
В отчете об открытии, опубликованном 26 марта в расширенном онлайн-издании Nature, исследователи Джона Хопкинса во главе с Соломоном Снайдером, М.D., отслеживали дегенеративный процесс до отсутствия фермента, цистатионин гамма-лиазы или CSE.
"Обычно очень сложно, если не невозможно, разработать простые механизмы, объясняющие, что происходит при болезни. Что еще сложнее, даже если вы можете найти механизм, который заставляет ткань гнить, обычно вы ничего не можете с этим поделать," – говорит Снайдер, профессор нейробиологии медицинского факультета Университета Джона Хопкинса. "В этом случае есть."
Болезнь Хантингтона, наследственное заболевание, наносит ущерб из-за аномальной ДНК, кодирующей аминокислоту глутамин. У здоровых людей от 15 до 20 ДНК "повторяет" в этой части своего генетического кода, в то время как носители гена болезни Хантингтона имеют более 36, а часто и более 100. Дети, рожденные от родителей-носителей, имеют 50/50 шансов унаследовать заболевание, и чем больше количество повторений, тем раньше возраст начала неизлечимого заболевания.
Бинду Диана Пол, Ph.D., молекулярный нейробиолог и преподаватель в лаборатории Снайдера, изучал мышей с недостатком CSE, который помогает вырабатывать аминокислоты цистеин и сероводород, которые регулируют кровяное давление и работу сердца. Пол, у которой был предыдущий опыт исследований болезни Хантингтона, говорит, что она была поражена, увидев, что ее мыши-мутанты также вели себя во многом так же, как и те, у которых это заболевание.
Она объясняет, что когда обычную мышь свешивают вверх ногами с ее хвоста, она будет крутиться, поворачиваться и пытаться укусить обидную руку. Но ее мыши с нокаутом CSE оставались относительно неподвижными и сцепили лапы вместе – то же поведение, которое она наблюдала у мышей с грызунами, эквивалентными болезни Хантингтона. "Похоже, был неврологический дефицит," Пол говорит. "Но никто не смотрел на CSE в мозгу."
Пол и Снайдер начали мониторинг CSE в тканях мозга мыши и человека и обнаружили значительно меньший CSE во всех пораженных тканях. Все люди несут нормальный белок хантингтин, вырабатываемый геном болезни Хантингтона, хотя функция этого белка остается неуловимой. Но люди с болезнью Гентингтона также несут мутантные белки хантингтина. Снайдер и его команда увидели, что мутантные белки присоединяются к важному белку, ответственному за включение или выключение гена CSE, что в конечном итоге привело к тому, что больные ткани мозга грызунов и человека лишились цистеина.
Чтобы выяснить, является ли потеря цистеина непосредственной причиной симптомов, связанных с болезнью Хантингтона, команда Джона Хопкинса обратилась к легкодоступным источникам этого вещества в повседневной пище и накормила мышей диетой, богатой цистеином.
По словам Пола, результаты были поразительными. Когда этих мышей свесили с хвостов, они возобновили борьбу, хотя и с меньшей энергией, чем их здоровые сверстники. Они смогли схватить объект с большей силой, и им потребовалось больше времени, чтобы упасть с балансировочного устройства, чем мышам с CSE-нокаутом. Их продолжительность жизни увеличилась на одну-две недели.
Снайдер и Пол говорят, что они осторожно оптимистичны в отношении результатов, отмечая, что, хотя они предлагают возможное лечение болезни Хантингтона, ясно, что диета с высоким содержанием цистеина просто замедляет, а не останавливает прогрессирование болезни. Более того, результаты на живых мышах могут не наблюдаться у людей.