Помимо БАС, дегенерация верхних мотонейронов также приводит к другим заболеваниям мотонейронов, таким как наследственная спастическая параплегия (HSP) и первичный боковой склероз (PLS).
При БАС вызывающие движение нервные клетки в головном мозге (верхние двигательные нейроны) и нервные клетки, контролирующие мышцы, в спинном мозге (нижние двигательные нейроны) умирают. Заболевание приводит к быстро прогрессирующему параличу и смерти.
До сих пор не было лекарств или лечения мозгового компонента БАС, а также лекарств для пациентов с HSP и PLS.
«Несмотря на то, что верхние двигательные нейроны отвечают за инициирование и модуляцию движения, а их дегенерация является ранним событием при БАС, до сих пор не было возможности лечения для улучшения их здоровья», – сказал старший автор Ханде Оздинлер, доцент кафедры неврология в Медицинской школе им.
Файнберга Северо-Западного университета. «Мы определили первое соединение, улучшающее здоровье пораженных верхних мотонейронов."
Исследование будет опубликовано в журнале Clinical and Translational Medicine 23 февраля.
Оздинлер сотрудничал в исследовании с автором исследования Ричардом Б. Сильверман, Патрик Джи. Райан / Аон, профессор химии в Северо-Западном университете.
Исследование было начато после того, как Сильверман идентифицировал соединение NU-9, разработанное в его лаборатории за его способность уменьшать неправильную укладку белков в критических клеточных линиях. Соединение не токсично и проникает через гематоэнцефалический барьер.
Соединение NU-9 воздействует на два важных фактора, которые вызывают заболевание верхних мотонейронов при БАС: неправильное сворачивание белка и скопление белка внутри клетки.
Белки сворачиваются уникальным образом; когда они складываются неправильно, они становятся токсичными для нейрона. Иногда белки агрегируют внутри клетки и вызывают патологию, как при патологии белка TDP-43. Это происходит примерно в 90% головного мозга всех пациентов с БАС и является одной из наиболее распространенных проблем нейродегенерации.
Исследовательская группа начала изучать, сможет ли NU-9 помочь восстановить верхние мотонейроны, заболевшие из-за повышенного неправильного свертывания белков при БАС.
Результаты на мышах были положительными. Затем ученые провели эксперименты, чтобы выяснить, как и почему пораженные верхние двигательные нейроны восстановили свое здоровье.
Новое соединение восстанавливает здоровье нейронов
После введения NU-9 митохондрии (производитель энергии клетки) и эндоплазматический ретикулум (производитель белка клетки) начали восстанавливать свое здоровье и целостность, что привело к улучшению здоровья нейронов. Верхние мотонейроны были более неповрежденными, их клеточные тела были больше, а дендриты не были изрешечены дырами. Они перестали дегенерировать настолько, что больные нейроны стали похожи на здоровые контрольные нейроны после 60 дней лечения NU-9.
Главкомы движения
«Улучшение здоровья нейронов головного мозга важно при БАС и других заболеваниях двигательных нейронов», – сказал Оздинлер.
Верхние двигательные нейроны – главные командующие движением мозга. Они передают информацию от головного мозга к целям спинного мозга, чтобы инициировать произвольное движение. Дегенерация этих нейронов нарушает связь между головным и спинным мозгом и приводит к параличу у пациентов.
Нижние двигательные нейроны имеют прямую связь с мышцами, сокращая мышцу для выполнения движения.
Таким образом, активность нижних мотонейронов частично контролируется верхними мотонейронами.
Оздинлер и его коллеги завершат более подробные токсикологические и фармакокинетические исследования перед началом клинических испытаний фазы 1. Оздинлер и Сильверман – члены Института химии жизненных процессов Северо-Западного.
Исследование финансировалось грантом R01 AG061708 от Национального института старения Национального института здравоохранения, NUCATS, Северо-Западного университета, Фонда Леса Тернера ALS и премии ALSA TREAT ALS.