Задачи и решения
Главная » Новости » Болезнь Хантингтона связали с нарушениями в работе митохондрий

Болезнь Хантингтона связали с нарушениями в работе митохондрий

23.07.2020

Из-за мутации, которая связана с генетическим заболеванием нервной системы – болезнью Хантингтона, – нарушается работа митохондрий. В результате нейроны в головном мозге самоуничтожаются из-за действяи врожденного иммунитета. К такому выводу пришли нейрофизиологи из Массачусетского технологического института (MIT), статью которых опубликовал научный журнал Neuron.

"Молекулы РНК, которые выделяют пораженные митохондрии, с точки зрения всей остальной клетки ведут себя как фрагменты вирусного генома. Из-за этого активируется врожденный иммунитет и нейрон гибнет. Мы предполагаем, что этот процесс является одной из причин развития воспалений, связанных с болезнью Хантингтона", – рассказала Мириам Хейман, доцент MIT и один из авторов работы.

Болезнь Хантингтона – это тяжелая, прогрессирующая болезнь нервной системы, которая связана с появлением мутаций в гене HTT. Точная его роль в работе организма пока неизвестна, однако внутри него появится слишком много генетических повторов, то примерно к 30-50 годам жизни нейроны мозга начинают гибнуть.

Раньше всего это происходит в так называемом полосатом теле мозга, которое отвечает за поддержание мышечного тонуса, принятие решений, тормозной контроль и многие другие функции. Из-за гибели клеток в нем носитель болезни Хантингтона периодически начинает совершать беспорядочные и непроизвольные движения, постепенно теряя контроль над мускулами. Впоследствии нарушаются и когнитивные функции мозга, однако характер этих сбоев индивидуален для каждого больного.

Как отмечает Хейман, ученые до сих пор не знают, как именно гибнут нервные клетки полосатого тела и других областей  мозга, а также, какую роль в этом процессе играют поврежденные молекулы белка, за производство которого отвечает ген HTT. Это, в частности, связано с тем, что другие млекопитающие не страдают от подобной болезни, а попытки воспроизвести ее искусственным путем заканчивались неудачно.

Блокировка болезни Хантингтона

Нейрофизиологи из MIT сделали большой шаг в сторону решения всех этих проблем. Они впервые проследили за тем, как появление мутации в HTT влияло на работу всех остальных генов и белков в отдельных нейронах мышей. Для этих опытов ученые воспользовались образцами тканей мозга людей, которые погибли от болезни Хантингтона. Авторы работы проследили за активностью всех генов в их клетках, сравнивая полученные данные с тем, что происходило в мозге грызунов.

Эксперименты показали, что и мутантные клетки мышей, и нейроны носителей болезни Паркинсона, извлеченные из их полосатого тела, вели себя так, как будто их атаковали вирусы. Кроме этого ученые зафиксировали серьезные нарушения в активности генов, которые связаны с нормальной работой митохондрий – главных клеточных энергостанций.

Последующие наблюдения показали, что оба этих нарушения связаны между собой напрямую. Если в HTT появлялись мутации, то внутри митохондрий нарушались окислительные процессы, из-за чего те начинали выделять в окружающую среду большое количество нитей РНК – копий их собственного генома.

Эти молекулы, в свою очередь, распознавала протеинкиназа R (PKR) – один из белков врожденной иммунной системы. Он защищает организм от инфекций, соединяясь с молекулами вирусной РНК и запуская цепочку реакций, которые со временем заставляют зараженную клетку самоуничтожиться. Подобные процессы, как показали опыты на мышах, начинают происходить в клетках мозга у носителей болезни Хантингтона еще до того, как появляются все остальные нарушения.

Что интересно, схожие нарушения в работе врожденного иммунитета, которые сопровождаются появлением воспалений в мозге, возникают и при некоторых других болезнях полосатого тела, таких как синдром Экарди – Гутьера или тиаминовая недостаточность. Они возникают из-за мутаций в других генах, однако тоже приводят к массовой гибели нейронов под действием белка PKR.

Изучение этих болезней, как надеются ученые, поможет создать первые действенные лекарства от болезни Хантингтона, которые могли бы подавлять активность протеинкиназы R в клетках мозга больных, но при этом не нарушали бы работы этого важного белка иммунной системы в других органах тела.

SSL Certificates