Из клеток кожи пациента получены нейроны с симптомами болезни Паркинсона
19 октября, 2011 год
488
«Теперь, когда мы видим, что эти нейроны проявляют некоторые из самых ранних признаков расстройства, мы можем начать разработку методов скрининга факторов, способных защитить их», - говорит доктор философии Рене Рейо Пера (Renee Reijo Pera), главный соавтор исследования, опубликованного в журнале Cell Stem Cell.
Индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (induced pluripotent stem cells) создаются путем перепрограммирования кожных или других специализированных клеток в клетки, выглядящие и функционирующие подобно стволовым. Многие ученые и политики надеялись, что этот тип клеток, получаемый без использования человеческих эмбрионов, сможет заменить эмбриональные стволовые клетки, что сняло бы массу этических вопросов.
Однако недавние исследования специалистов из Стэнфорда и ученых из других научных центров выявили значительные различия между этими двумя классами стволовых клеток, что поставило под сомнение способность iPS-клеток полностью заменить эмбриональные стволовые клетки. Многие ученые считают, что истинная сила iPS-клеток может заключаться в возможности создавать специфические для определенных заболеваний клеточные линии. Полученные от пациентов с самыми различными нарушениями, такие клетки могут помочь в изучении заболеваний – то, что было бы трудно сделать, используя эмбриональные стволовые клетки.
«Впервые нейроны, полученные от пациента с болезнью Паркинсона, проявляют характерные для заболевания свойства в чашке Петри», - говорит доцент кафедры нейрохирургии Тео Палмер (Theo Palmer), второй ведущий автор статьи. «Это дает нам подсказки, что искать у пациентов, имеющих различные генетические мутации или в тех случаях, когда причина заболевания не определена. Сравнивая нейроны пациентов с разными формами болезни Паркинсона, мы можем найти общие черты или различия, что поможет оптимизировать будущие методы лечения с учетом особенностей каждого больного».
Болезнь Паркинсона – нейродегенеративное заболевание, вызывающее постепенную потерю определенного типа нейронов центральной нервной системы. По мере потери нейронов, у пациента развивается тремор, нарушается способность к нормальным движениям, что является отличительными симптомами этого расстройства. Заболевание поражает около 1 процента людей в возрасте старше 65 лет и около 5 процентов тех, кому за 85. В настоящее время способа остановить его прогрессирование не существует, хотя некоторые лекарственные препараты могут помочь пациентам справляться с симптомами в течение нескольких лет. Большинство случаев развития болезни Паркинсона относится к спорадическим, но некоторые (от 0.5 до 8 процентов) вызваны генетической мутацией.
Аспирант Блейк Байерс (Blake Byers) и его коллеги выбрали для исследования клетки кожи 60-ти летней женщины с генетической формой болезни Паркинсона, полагая, что они будут иметь больше шансов на повторение признаков расстройства, чем если бы клетки были взяты у больного со спорадической формой заболевания.
Байерс перепрограммировал iPS-клетки пациента в тип нейронов, погибающих при болезни Паркинсона. Сначала нейроны выглядели и функционировали нормально: они были способны генерировать электрические сигналы, вырабатывали и секретировали характерные для этого типа нервных клеток молекулы нейромедиатора дофамина, и их профили экспрессии генов имитировали профили нейронов, полученных из «нормальных» iPS-клеток.
Однако примерно через 30-60 дней выращивания в культуре нейроны от пациента с болезнью Паркинсона начали проявлять некоторые необычные черты. Они демонстрировали высокие уровни экспрессии генов белков, необходимых для борьбы с оксидативным стрессом – состоянием, при котором разрушительные молекулы сеют хаос в ДНК и белках клетки – и чрезвычайно высокие уровни белка, вовлеченного в образование аномальных белковых скоплений, называемых тельцами Леви, характерных для нейронов пациентов с болезнями Альцгеймера и Паркинсона.
«Нам нужно было подвергнуть клетки стрессу экзогенными факторами, чтобы установить связанный с заболеванием фенотип», - говорит Байерс. В конечном итоге ученые пришли к выводу, что нейроны, полученные от пациента с болезнью Паркинсона, повторяли многие из общих черт заболевания, но в гораздо более короткие сроки.
«До момента проявления клинических симптомов болезни Паркинсона проходят десятилетия, поэтому нас интересовало, насколько быстро эти клетки начнут изменяться в культуре», - говорит Байерс. «Мы должны были выявить аномальные черты этих клеток в разумных временных рамках с тем, чтобы определить, что толкает пострадавшие от болезни Паркинсона нейроны к деградации. Как оказалось, культура - довольно стрессовая среда для существования нейронов. Такая среда в сочетании с добавлением избирательно токсичных химических веществ, вероятно, ускоряет развитие видимых признаков расстройства. Возможно, также, что в организме существуют внутренние механизмы, которые защищают от этих изменений и являются причиной более длительного течения заболевания».
Теперь ученые планируют начать тестирование различных химических соединений, потенциально способных защитить нейроны. Их также интересует, можно ли увидеть подобные признаки заболевания в нейронах, полученных из iPS-клеток пациентов с негенетической формой этого расстройства.
Источник: www.lifesciencestoday.ru