Впервые исследователи непосредственно увидели и измерили белковые кластеры, которые, как считается, вызывают болезнь Паркинсона, что стало важной вехой в понимании этого наиболее быстро распространяющегося неврологического заболевания в мире.
Эти микроскопические кластеры, известные как олигомеры альфа-синуклеина, давно подозревались в том, что являются отправной точкой для развития болезни Паркинсона, но до сих пор оставались не обнаруживаемыми в ткани человеческого мозга.
Команда ученых из Кембриджского университета, Университетского колледжа Лондона, Института Фрэнсиса Крика и Политехнического университета Монреаля разработала мощный метод визуализации, который позволяет ученым видеть, подсчитывать и сравнивать эти белковые скопления в ткани человеческого мозга. Один из исследователей описал этот прорыв как “возможность увидеть звезды при ярком дневном свете”. Опубликованные в журнале Nature Biomedical Engineering результаты могут изменить подход ученых к изучению болезни Паркинсона, предоставив новые сведения о том, как она распространяется по мозгу, и открыв путь к более ранней диагностике и более целенаправленному лечению.
В настоящее время только в Великобритании более 166000 человек страдают болезнью Паркинсона, а к 2050 году их число во всем мире, по оценкам, достигнет 25 миллионов. Существующие лекарства могут облегчить такие симптомы, как тремор и ригидность, но ни одно из них не может остановить или замедлить прогрессирование болезни.
На протяжении более века врачи диагностировали болезнь Паркинсона по наличию крупных белковых отложений, известных как тельца Леви. Однако исследователи давно полагают, что на самом деле повреждение клеток мозга вызывают более мелкие олигомеры, которые появляются на ранних стадиях заболевания. До сих пор эти микроскопические структуры, длиной всего в несколько нанометров, было невозможно наблюдать напрямую.
“Тельца Леви являются отличительной чертой болезни Паркинсона, но они, по сути, показывают, где была болезнь, а не где она находится сейчас. Если мы сможем наблюдать болезнь Паркинсона на самых ранних стадиях, это даст нам гораздо больше информации о том, как болезнь развивается в мозге и как мы можем ее лечить”, — сказал профессор Стивен Ли из химического факультета Юсуфа Хамида в Кембридже.
Для этого исследователи разработали метод под названием ASA-PD (Advanced Sensing of Aggregates for Parkinson's Disease, усовершенствованное обнаружение агрегатов при болезни Паркинсона). Эта сверхчувствительная техника флуоресцентной микроскопии позволяет обнаруживать и анализировать миллионы олигомеров в посмертных образцах мозга. Поскольку олигомеры очень малы, их сигнал слабый, но ASA-PD усиливает этот сигнал, одновременно уменьшая фоновый шум, что позволяет ученым впервые четко увидеть отдельные кластеры альфа-синуклеина.
Исследователи изучили ткани мозга людей с болезнью Паркинсона и сравнили их с образцами здоровых людей того же возраста. Они обнаружили, что олигомеры присутствовали в обеих группах, но у людей с болезнью Паркинсона скопления были больше, ярче и гораздо более многочисленны. Это различие указывает на тесную связь между ростом олигомеров и прогрессированием болезни. Команда также идентифицировала уникальный подтип олигомеров, обнаруженный только у пациентов с болезнью Паркинсона, который может представлять собой самые ранние обнаруживаемые признаки заболевания — возможно, появляющиеся за годы до появления симптомов.
“Этот метод дает нам не просто моментальный снимок. Он предлагает целый атлас изменений белков в мозге, и аналогичные технологии могут быть применены к другим нейродегенеративным заболеваниям, таким как болезнь Альцгеймера и Хантингтона. Олигомеры были иголкой в стоге сена, но теперь, когда мы знаем, где находятся эти иголки, это может помочь нам нацелиться на определенные типы клеток в определенных областях мозга”, — сказал профессор Люсьен Вайс из Политехнического университета Монреаля и соруководитель исследования.
Ученые надеются, что новая технология позволит понять, почему, где и как образуются белковые кластеры, как это меняет среду мозга и приводит к заболеванию.
Кембриджский университет. Пер.: PSYCHOL-OK.RU
