Генетические мутации, обнаруженные у животных, адаптированных к условиям высокогорья, открывают новые перспективы в лечении нейродегенеративных заболеваний. Исследование, опубликованное в журнале Neuron, демонстрирует, что мутация в гене Retsat, характерная для яков и тибетских антилоп, способствует защите мозга от гипоксии. Этот механизм может быть ключевым для разработки терапевтических стратегий против рассеянного склероза.
Эксперименты на мышиных моделях с повреждением мозга, имитирующим рассеянный склероз, показали обнадеживающие результаты. Активация генетического пути, связанного с Retsat, уменьшала признаки повреждения у молодых особей и предотвращала развитие симптомов у взрослых животных. Полученные данные указывают на потенциальную возможность использования данного биологического механизма для создания новых лекарственных препаратов.
Основной вывод исследования заключается в том, что генетическая адаптация высокогорных животных к низкому уровню кислорода содержит в себе ценные терапевтические подсказки. Изучение мутации гена Retsat открывает путь к разработке инновационных методов лечения, направленных на защиту и восстановление нервной ткани при таких заболеваниях, как рассеянный склероз.
Yaks may hint at a way to treat brain diseases like MS
Животные, обитающие в высокогорных регионах, такие как як в Пакистане, обладают специфической генетической мутацией. Данная особенность может предложить новые подходы к терапии заболеваний головного мозга, включая рассеянный склероз.
Биологический механизм, позволяющий якам и другим высокогорным животным эффективно функционировать в условиях низкого содержания кислорода, может лечь в основу нового метода лечения патологий мозга. Исследование, опубликованное 13 марта в журнале Neuron, сообщает, что у мышей с искусственно вызванным повреждением мозга, моделирующим рассеянный склероз, активация данного механизма уменьшала признаки повреждений у молодых особей и предотвращала развитие симптомов у взрослых животных.
Предыдущие научные работы указывают, что животные, населяющие Тибетское нагорье, включая яков и антилоп, являются носителями мутаций в гене под названием Retsat. Отсутствие данной мутации в общей популяции заставляет ученых предполагать, что она играет роль в защите мозга в условиях гипоксии.средах с низким содержанием кислорода.
«Люди обычно думают, что это из-за улучшения возможностей легких, но мне интересно, меняет ли мозг эволюционную адаптацию», — говорит Лян Чжан, нейробиолог из Шанхайского университета Цзяо Тонг. В частности, его заинтриговало то, что у этих животных в мозгу находится нормальное белое вещество.
Белое вещество составляет примерно половину мозга; он состоит из пучков нервных волокон, которые позволяют различным участкам мозга взаимодействовать. Эта нервная проводка обернута миелином, жировым веществом, которое обеспечивает передачу сигналов нервными волокнами. При рассеянном склерозе иммунная система атакует миелин, что приводит к неврологическим симптомам и проблемам с балансом и координацией.
Для производства миелина требуется много энергии, которую мозг получает из кислорода. Такой уровень низкого уровня кислорода, известный как гипоксия, может нарушить миелинизацию. Во время беременности такое нарушение может привести к таким состояниям, как церебральный паралич у ребенка.
Чтобы выяснить, играет ли Retsat роль в защите здоровья мозга, Чжан и его коллеги поместили молодых мышей в среду с низким содержанием кислорода, сравнимым с разреженным воздухом, на высоте 5800 метров и на высоте 5800 метров. Мыши, созданные таким образом, чтобы генетическая мутация показала лучшие результаты, чем обычные мыши, в тестах на обучение, память и социальное поведение, а также имели больше миелина в мозгу.
Отдельно тестируемые взрослые мыши с мутациями регенерировали миелин лучше, чем мыши без нее, и имели более зрелые олигодендроциты — клетки головного мозга, вырабатывающие миелин. Эксперименты показали, что Retsat Ген нейронов помогает конвертировать молекулу, связанную с витамином А, под названием ATDR, в форме под названием ATDRA, которая запускает создание зрелых олигодендроцитов.
Когда молодые мышам, подвергшиеся воздействию низкого содержания кислорода, вводили инъекции ATDR и ATDRA, обе молекулы уменьшали воздействие гипоксии на миелин в мозге. Введение ATDR взрослым мышам с рассеянным склерозом в значительной степени ограничивает их симптомы.
«Это прекрасная наука, но предстоит сделать большой шаг, прежде чем она дойдет до людей», — говорит Анна Уильямс, невролог из Эдинбургского университета, не принимавшая участия в обучении.
Современные методы лечения рассеянного склероза направлены на замедление прогрессирования заболевания, в основном за счет подавления иммунной системы. Найти способы восстановления повреждений нервов оказалось гораздо труднее. Исследователи работают над методами регенерации миелина, и один препарат находится на передовых стадиях испытаний. Но более ранний препарат, который повышает уровень зрелых олигодендроцитов с помощью того же молекулярного переключателя, что и ATDRA, вызывает серьезные вторичные эффекты, поэтому исследователи ограничили изучение этого пути.
Неясно, будут ли молекулы, уже обнаруженные в теории, жить лучше. «Возможно, это безопаснее, чем [лекарство], но мы не знаем, какая защита необходима для восстановления», — говорит Чжан. «ATDR имеет множество функций, поэтому нам следует быть осторожными с побочными эффектами».
Если этот подход окажется безопасным, он может помочь в ходе процедуры, связанной с повреждением миелина, включая все нейродегенеративные заболевания, даже инсульт. По словам Чжана, это открытие возможности обращения к природе в поисках подсказок о том, как эволюция решает проблемы. «Мы можем открыть множество секретов эволюционных адаптаций, которые можно использовать при возникновении явлений».