Спинальная мышечная атрофия (СМА) - тяжелое неврологическое заболевание, от которого в настоящее время нет лекарства, хотя существующие методы лечения могут облегчить симптомы. В поисках лучших вариантов лечения ученые из DZNE и Дрезденского технологического университета обращают внимание на ранее незамеченные аномалии в эмбриональном развитии. Свои аргументы они основывают на исследованиях так называемых органоидов: выращенных в лаборатории культурах тканей, которые могут воссоздавать процессы болезни. Их выводы опубликованы в журнале Cell Reports Medicine.
При СМА нейроны в спинном мозге дегенерируют, что приводит к параличу и истощению мышц. Заболевание обычно проявляется в детстве и поражает примерно 1500 человек в Германии. Считается, что дефекты в определенном гене вызывают СМА. Эти мутации приводят к дефициту так называемого белка SMN (Survival of Motor Neuron protein), который критически важен для нейронов, участвующих в двигательном контроле. С недавних пор для устранения дефицита белка существуют методы генной терапии. Вмешательство может начаться уже через несколько дней после рождения. Однако, несмотря на то, что такой подход может облегчить симптомы заболевания, опыт показывает, что он не дает возможности вылечиться.
Теперь ученые из Дрездена (Германия) предлагают расширить перспективу в поисках лучших методов лечения. “Современное представление о СМА фокусируется на заболевании после рождения, когда основной каркас нервной системы в основном сформирован. Эта точка зрения не учитывает, что явления, имеющие отношение к заболеванию, могут происходить гораздо раньше, когда нервная система еще только развивается. На самом деле наши исследования позволяют предположить, что СМА связана с аномалиями в эмбриональном развитии, о которых до сих пор не было известно. Поэтому мы считаем, что существует до сих пор нераспознанная прелюдия к этому заболеванию и что необходимы меры, выходящие за рамки существующих методов лечения”, - говорит доктор Наталия Родригес-Муэла, руководитель исследовательской группы в дрезденском отделении DZNE и в Центре регенеративных методов лечения Дрездена (CRTD) Дрезденского технологического университета.
Для своих исследований Родригес-Муэла и ее коллеги создали “органоиды”, повторяющие ключевые особенности как спинного мозга, так и мышечной ткани. Эти сложные, хотя и крошечные образцы искусственно созданной ткани, каждый из которых размером с рисовое зернышко, были выращены из человеческих индуцированных плюрипотентных стволовых клеток. Они, в свою очередь, были получены путем перепрограммирования клеток кожи людей, страдающих СМА. “Впервые органоиды такой сложности были получены для изучения СМА. Хотя эти модельные системы имеют определенные ограничения, они довольно близко подходят к реальной ситуации, поскольку включают в себя разнообразие типов клеток и тканевых структур, которые встречаются в человеческом организме”. По мере созревания органоидов ученые смогли изучить различные стадии развития. “Самая ранняя стадия, которую мы можем воспроизвести с помощью нашей органоидной модели, соответствует развитию человеческого эмбриона в возрасте нескольких недель. Однако мы воспроизводим только спинной мозг и мышечную ткань. Начиная с ранней фазы развития, мы можем перейти к ситуации после рождения, в частности к тому, что наблюдается у пациентов со СМА”.
Когда ученые сравнили органоиды с патологией СМА со здоровыми образцами, они обнаружили существенные различия. В частности, стволовые клетки в органоидах со СМА имели тенденцию преждевременно развиваться в нейроны спинного мозга. Кроме того, наблюдалось искажение клеточной популяции, то есть меньше нейронов, чем в норме, которые также были очень уязвимы, и больше мышечных клеток, полученных из стволовых клеток. Родригес-Муэла и соавторы наблюдали аналогичные эффекты у эмбрионов мышей с патологией, похожей на СМА, что подтверждает результаты, полученные на органоидах. Эти культуры тканей дали еще один важный результат. “Когда мы исправили генетический дефект, связанный со СМА, мы все равно наблюдали аномалии развития, хотя и в меньшей степени. Это говорит о том, что восстановление гена, как это делают современные методы лечения, скорее всего, недостаточно для полного устранения патологии СМА. Это согласуется с клиническим опытом, накопленным на сегодняшний день. Таким образом, я считаю, что нам необходимо устранить аномалии развития, если мы хотим улучшить лечение СМА”.
Ученые подозревают, что причина наблюдаемых дефектов развития может заключаться в нарушении регуляции генов. “Возможно, дело не только в том, дефектен ли ген, производящий белок SMN, или нет. Возможно, имеет значение и то, влияет ли дефицит этого белка на другие гены, критически важные для раннего развития эмбриона. Возможно, имеет место регуляторный эффект. Факт в том, что мы до сих пор не знаем, но это вполне вероятная возможность. Я считаю, что эту идею следует изучать и дальше. В долгосрочной перспективе это может привести к улучшению терапии, сочетающей существующие подходы с препаратами, направленными на регуляцию генов. То есть они должны будут воздействовать на то, что называется “эпигенетикой”. Чтобы свести к минимуму аномалии развития, такое лечение, скорее всего, придется применять на ранних сроках беременности. Если пренатальное тестирование покажет наличие СМА, это может стать терапевтическим вариантом”.
DZNE - Германский центр нейродегенеративных заболеваний, Пер.: PSYCHOL-OK.RU
