Ученые нашли метод лечения некоторых нейродегенеративных болезней детей
Способ, позволяющий уменьшить количество токсичных клеточных отходов, накапливающихся у больных детей с расстройством спектра Зеллвегера (ZSD), обнаружила исследовательская группа из больницы SickKids в Торонто (Канада), 9 января сообщает сайт новостей науки EurekAlert со ссылкой на пресс-службу больницы.
ZSD представляет группу редких нейродегенеративных состояний, вызванных генетическими мутациями, при которых уменьшается количество пероксисом — клеточных частей (органелл), которые, помимо прочего, отвечают за расщепление жиров.
ZSD в зависимости от степени тяжести характеризуется прогрессирующей нейродегенерацией и симптомами от нарушений зрения (катаракта) до дисфункции печени и почек.
Клетки организма, как и всё живое, со временем разрушаются и перерабатываются — рециркулируют. Для клеток организма процесс переработки называется аутофагией. У людей с ZSD на аутофагии сказывается отсутствие работающих пероксисом.
Это вызывает накопление токсичных клеточных отходов и в конечном итоге повреждение других частей клетки, что может привести к летальному исходу. Ранее связь между отсутствием пероксисом и нарушением процесса рециркуляции при ZSD не была установлена.
Исследование, проведенное под руководством доктора Питера Кима, старшего научного сотрудника программы клеточной биологии в SickKids, и доктора Роберта Бандсмы из программы трансляционной медицины, показало, что увеличение клеточной активности с помощью генетического и фармацевтического вмешательства позволяет клетке перерабатывать отходы своей жизнедеятельности и очищать поврежденный клеточный материал. Это создает новую терапевтическую мишень для лечения ZSD.
Существует более дюжины известных путей, по которым идет переработка определенных поврежденных или ставших ненужными компонент в клетке. Таким путем является, например, пексофагия, избирательно перерабатывающая пероксисомы.
Ранее команда Кима-Бандсмы показала, что наиболее распространенная из вызывающих ZSD генетических вариаций, значительно усиливая пексофагию, приводит к переработке, кроме нездоровых пероксисом, также и здоровых.
Доктор Кайла Жермен, бывшая аспирантка лабораторий Кима и Бандсмы, участвуя в новом исследовании, установила, что усиление пексофагии может привести к замедлению и прекращению разложения клетками других отходов ее метаболизма.
«Наша работа впервые демонстрирует, что разные пути рециркуляции клеток могут влиять друг на друга, — пояснила Жермен. — Система рециркуляции клеток имеет максимальную нагрузочную способность — аутофагический предел. При его превышении начинают накапливаться токсичные клеточные отходы».
Выявив эту связь, исследователи обнаружили возможность оптимизации общего процесса переработки отходов за счет увеличения предела аутофагии, что в свою очередь приводило к улучшению выведения клеточных отходов. Это открытие предлагает новые пути лечения ZSD, считают ученые.
«Эти результаты впечатляют, поскольку они показывают, что, понимая фундаментальный процесс, который происходит во всех наших клетках, мы потенциально можем разработать новые и лучшие методы лечения очень серьезного заболевания», — считает Бандсма, который сочетает преподавательскую и научную деятельность с работой штатным врачом в SickKids в отделении гастроэнтерологии, гепатологии и питания.
Поскольку болезни Хантингтона и Паркинсона также связаны с изменениями в аутофагии, то исследовательская группа надеется, что полученные ими результаты смогут помочь в поисках методов лечения этих довольно широко распространенных нейродегенеративных состояний.
«Мы определили, что белковые агрегаты, участвующие в болезни Хантингтона и болезни Паркинсона, также могут предотвращать обмен поврежденных пероксисом, а это означает, что ученые смогут воздействовать на эти компоненты у пациентов за пределами области ZSD», — отметил Ким.
Результаты проведенного исследования ученые представили в статье «Повышенная регуляция пексофагии ограничивает способность к селективной аутофагии», опубликованной 9 января в журнале Nature Communications.
Команда Кима-Бандсмы намерена расширить рамки данного исследования на доклинические модели ZSD с целью тестирования различных терапевтических средств либо усиливающих аутофагию, либо замедляющих пексофагию.
