Ученые из Северо-Западного университета обнаружили в мозге новое явление, которое может объяснить развитие ранних стадий нейродегенерации, связанных с нарушением произвольного движения мышц, например, при ходьбе и разговоре, - пишет eurekalert.org со ссылкой на Frontiers in Cellular Neuroscience.
Открытие было настолько новаторским, что ученым нужно было придумать новый термин для его описания: митоаутофагия - набор саморазрушающихся митохондрий в пораженных верхних двигательных нейронах мозга, которые начинают распадаться изнутри в очень раннем возрасте. Верхние двигательные нейроны в головном мозге ответственны за начало мышечного движения и расслабления и являются одними из первых, нарушающих функционирование при нейродегенеративных заболеваниях.
Это явление наблюдается в основном при одной из наиболее распространенных патологий при нейродегенеративных заболеваниях - патологии TDP-43, которая наблюдается более чем в 90% случаев бокового амиотрофического склероза (БАС).
«Я думаю, что мы нашли виновника того, почему первичные нейроны становятся уязвимыми для будущей дегенерации: суицидальные митохондрии, - сказал старший автор исследования Ханде Оздинлер - доцент кафедры неврологии в Школе медицины Северо-Западного университета им. Файнберга. – Митохондрии, как правило, поедают себя очень рано при развитии заболевания. Это происходит избирательно в нейронах, которые быстро дегенерируют в мозге пациента».
«Этот тип дегенерации начинается намного раньше, чем считалось ранее», - говорит ведущий автор исследования Мукеш Гаутам.
Используя процесс, названный электронной микроскопией с иммунной связью, ученые исследовали клеточные события, которые протекают неправильно внутри нейронов, уязвимых для болезни. Проанализировав более 200 нейронов, они наблюдали самоуничтожение митохондрий только в пораженных нейронах, и особенно в контексте патологии TDP-43.
Митохондрии - это двигатели клетки, которые создают и поддерживают энергию в клетках. В пораженных верхних двигательных нейронах митохондрии сначала самоуничтожаются путем удлинения, затем образуют кольцеобразную структуру, пока они окончательно не распадутся изнутри.
Этот тип дегенерации никогда не наблюдался ранее, и он отличается от ранее описанных стадий митохондриальной дегенерации.
В ходе исследования были проанализированы митохондрии в верхних двигательных нейронах трех разных моделей ALS на мышах в возрасте 15 дней, что эквивалентно возрасту у детей. Оздинлер и ее команда много раз показали, что верхние нейроны даже у разных видов практически идентичны на клеточном уровне, особенно в контексте патологии TDP-43.
«Эти саморазрушающиеся митохондрии могут стать будущей мишенью для лекарственной терапии при лечении БАС и других нейродегенеративных заболеваний, при которых поражаются движения человека», - сказал Оздинлер. В настоящее время они работают с фармацевтическими компаниями, чтобы выяснить, могут ли лекарства, используемые для пациентов с митохондриальным заболеванием, действительно улучшить состояние больных двигательных нейронов.
«Многие лекарственные препараты, которые в настоящее время продаются на рынке и нацелены на здоровье и целостность митохондрий, вполне могут быть повторно использованы и рассмотрены для нейродегенеративных заболеваний в будущем, - сказал Оздинлер. - Может быть, нам не нужно изобретать велосипед, чтобы вылечить БАС и другие нейродегенеративные заболевания. Чтобы преодолеть нейродегенерацию, нам нужно улучшить здоровье и стабильность митохондрий. Если мы рано улучшим здоровье митохондрий, мы можем даже устранить образование белковых агрегатов - патологию, широко наблюдаемую при многих заболеваниях».
