Назад
Новое исследование пополнило доказательства того, что у людей с боковым амиотрофическим склерозом (БАС), нервно-мышечным расстройством, также известным как болезнь Лу Герига, наблюдается повышенный уровень воспалительных веществ, участвующих в жировом обмене.
Исследование, посвященное генетическим путям, связанным с тем, как клетки спинного мозга перерабатывают жиры, показало, что по сравнению с людьми без БАС, у людей с этим заболеванием примерно в 2,5 раза выше уровень арахидоновой кислоты - липида, который обычно содержится в жирных частях мяса и рыбы и который, как известно, стимулирует воспалительные процессы, необходимые для восстановления ран или повреждения тканей.
Примечательно, что, изменяя путь арахидоновой кислоты у мышей, выведенных для развития биологических признаков БАС, исследователи говорят, что им удалось уменьшить симптомы мышечной слабости у мышей - у которых сила хвата увеличилась на 20%-25% - и продлить их выживание на две-три недели. Отчет о работе, проведенной под руководством исследователей из Медицинского центра Джона Хопкинса, опубликован в выпуске журнала Nature Neuroscience от 15 ноября.
Ученые использовали кофейную кислоту, противовоспалительное соединение, содержащееся в кофе, чае, помидорах и вине, для того, чтобы затормозить путь арахидоновой кислоты, но они предупреждают, что людям с БАС не стоит спешить лечиться этим веществом, которое продается как пищевая добавка. Для определения безопасных уровней добавок с кофейной кислотой необходимы дополнительные исследования - некоторые сообщения указывают на потенциально вредные побочные эффекты, включая раковые заболевания и проблемы с кишечником. Арахидоновая кислота, продающаяся в порошках для увеличения мышечной массы, в неуместных и непроверенных количествах может быть токсичной, вызывая отмирание клеток мозга, говорят эксперты.
По данным исследователей, около 30 000 человек в США болеют БАС, и примерно в 10% случаев болезнь может быть обусловлена наследственными генетическими изменениями. Остальные случаи возникают спорадически. Известного лечения не существует. По словам Габсанга Ли, доцента кафедры неврологии Медицинской школы Университета Джонса Хопкинса, несмотря на то, что пациенты с БАС теряют большую часть мышечного контроля из-за повреждения двигательных нейронов спинного мозга, как правило, они все еще могут контролировать движения глаз, которые управляются глазными нейронами.
Чтобы изучить потенциально важные генетические различия между глазными нейронами, не подверженными патологии, и спинальными двигательными нейронами, которые несут основную нагрузку при БАС, сотрудники группы Ли изучили линии стволовых клеток, которые они культивировали у пациента с БАС. Рассматривая генетические пути, активно создающие белки, ученые обнаружили большую активность в генах, контролирующих липидный обмен - процесс, в ходе которого клетки перерабатывают жир.
Затем Ли отправил коллегам из Университета Южной Калифорнии образцы глазных нейронов и спинальных двигательных нейронов 17 пациентов с БАС и 6 образцов людей без этого заболевания. Исследователи подтвердили, что спинальные двигательные нейроны больных БАС содержали совершенно иное количество и типы липидов, чем глазные нейроны, по сравнению с нейронами людей без заболевания.
Дальнейший анализ с целью определить, какие липидные пути были наиболее изменены между клетками пациентов с БАС и клетками людей без заболевания, показал, что выделяется один путь - арахидоновая кислота. Арахидоновая кислота - жирная кислота омега-6, контролирующая воспалительную реакцию организма, была ассоциирована с болезнями Альцгеймера и Паркинсона, а два десятилетия назад исследователи обнаружили более высокое, чем ожидалось, количество фермента в нервно-мышечной ткани больных БАС.
Ли говорит, что липидные пути были хорошо изучены, потому что они являются критически важными частями клеточной мембраны, которые обеспечивают поток молекул в клетки и из клеток. Клеточные мембраны часто разрушаются при воспалении, и Ли говорит, что организм должен жестко регулировать арахидоновую кислоту, иначе воспалительный процесс может зайти далеко и послать сигналы иммунной системе для разрушения нервной ткани.
Для дальнейшей проверки роли арахидоновой кислоты исследователи провели эксперименты по обращению ее действия вспять, сначала накормив кофейной кислотой плодовых мушек, генетически сконструированных для развития симптомов БАС. Мухи, которых кормили кофейной кислотой, могли больше двигаться, чаще забираться в пробирку и жили дольше, чем мухи, не получавшие это соединение. Затем ученые провели аналогичные эксперименты с кофейной кислотой на мышах, выведенных для развития БАС, и те, кто получал соединение, прожили на две-три недели дольше. Хотя новые данные могут однажды предложить потенциально новые стратегии терапии, Ли говорит, что вопросы остаются.
"Мы пока не знаем, почему нейроны глаза и спинного мозга отличаются по липидному обмену и какой процент пациентов с БАС имеет изменения в пути арахидоновой кислоты",
- отметил он. Ли подал предварительные патенты на технологию, связанную с потенциальным использованием пути арахидоновой кислоты для лечения БАС.
Hojae Lee et al. Мультиомический анализ избирательно уязвимых подтипов моторных нейронов указывает на изменение липидного обмена при БАС (аннотация).
Боковой амиотрофический склероз (БАС) - это разрушительное заболевание, при котором происходит дегенерация двигательных нейронов, причины которой остаются неясными. В частности, до сих пор не выяснена основа избирательной уязвимости спинальных моторных нейронов (СМН) и резистентности глазных моторных нейронов к дегенерации при БАС. В данном исследовании мы применили сравнительный мультиомический анализ полученных из индуцированных плюрипотентных стволовых клеток человека СМН и глазодвигательных нейронов для выявления общих метаболических нарушений в наследственных и спорадических СМН при БАС, выявив дисрегуляцию липидного метаболизма и связанных с ним генов.
Целевые метаболомические исследования подтвердили эти выводы в СМН 17 линий индуцированных плюрипотентных стволовых клеток человека с БАС (SOD1, C9ORF72, TDP43 (TARDBP) и спорадической), выявив повышенный уровень арахидоновой кислоты. Фармакологическое снижение уровня арахидоновой кислоты было достаточным, чтобы обратить вспять фенотипы, связанные с БАС, как в человеческих СМН, так и in vivo в моделях дрозофилы и мыши SOD1G93A. В совокупности эти результаты указывают на каталитический этап метаболизма липидов как на потенциальную терапевтическую мишень для БАС.
