• Виктор
  • Статьи
  • 2 мин. чтения

Новая культура человеческих нейронов поможет взять болезнь Альцгеймера под контроль


Микроскопия с окрашиванием новой культуры нейронов, полученных из человеческих плюрипотентных стволовых клеток. Голубым цветом выделяется ДНК в ядрах клеток, красным — цитоскелет (микротрубочки), зеленым — клубки тау-белка / © Jesus Madero Perez, Weill Cornell Medicine

Значительная часть всех нейродегенеративных заболеваний связана с нарушением «нормальной работы» тау-белка (MAPT) — ключевого элемента цитоскелета нейронов. Такие заболевания называются таупатиями. Среди них — болезни Альцгеймера и Пика, прогрессирующий надъядерный парез взора, кортикобазальная дегенерация.

По ряду причин, чаще всего с возрастом, в клетках происходят чрезмерное фосфорилирование тау-белка и его изоформ. В результате MAPT формирует не микротрубочки цитоскелета, а нейрофибриллярные клубки. Эти структуры постепенно нарушают нормальную жизнедеятельность нейронов и наряду с прочими патологическими изменениями, которые зависят от конкретного заболевания, приводят к системной утрате функций нервной системы.

Серьезное препятствие для исследования этих процессов — их медлительность. В модельных организмах и культурах человеческих клеток формирование характерной картины нейродегенеративного заболевания занимает многие месяцы. С мышами такой срок еще можно принять: как-никак, ученые давно привыкли содержать целые выводки подопытных животных в разной степени готовности к экспериментам. Да, это недешево и хлопотно, к тому же результаты не всегда переносятся на людей. Но технология отработана и обладает хорошей результативностью.

А вот клеточную культуру выращивать, контролировать и поддерживать в строго определенных условиях так же долго — целый проект немалой сложности. Особенно когда речь идет о дорогих культурах человеческих стволовых клеток. Зато результаты гораздо ценнее с точки зрения медицины. В общем, идеального решения нет, все они проблемные.

Есть еще одно ограничение: человеческие плюрипотентные стволовые клетки (hiPSC), специализированные в нейроны, производят очень мало 4R-изоформ тау-белка. А для изучения многих тонкостей патологических процессов, связанных с нейродегенеративными заболеваниями они особенно важны. Проще говоря, чтобы найти наиболее действенные методы сдерживания таупатий, нужно культивировать клетки не месяцы, а годы или даже десятилетия — иначе достаточное количество 4R-изоформ в нейронах попросту не накопится. Естественно, такой подход неоправданно сложен и дорог.

Графическое представление научной работы американских медиков и микробиологов. На первом этапе они создали культуру генно-модифицированных нейронов, которые производят много тау-белка. Затем эту культуру проверили на способность моделировать клетки больных таупатиями. Когда и этот этап оказался успешным, ученые провели скрининг факторов, влияющих на производство тау-белка в клетках. Наконец, один из таких факторов — каскад реакций, связанный с белком UFM1, — проверили в эксперименте на новой клеточной культуре и на мышах / © Celeste Parra Bravo, Alice Maria Giani et al., Cell

На помощь должна прийти новая клеточная культура, несущая мутацию P301S в гене, отвечающем за выработку тау-белка. Это генетически модифицированные плюрипотентные стволовые клетки человека, специализированные в нейроны, которые вырабатывают повышенное количество MAPT. Они способны накопить необходимые объемы разных изоформ этого белка, включая 4R, за считанные недели.

Чтобы дополнительно улучшить результат, американские исследователи, используя CRISPR-интерференцию (селективное «выключение» генов), провели скрининг тысячи генов и оценили их влияние на производство тау-белка. Всего ученым удалось выделить 500 генов, вносящих вклад в этот процесс.

Одно из перспективных открытий, сделанных в описываемой научной публикации, — роль белка UFM1, а точнее — каскада его взаимодействий с другими молекулами в нейронах. Ранее в мозге погибших пациентов с болезнью Альцгеймера обнаруживались нарушения «работы» UFM1, однако подробнее процесс не изучался. Теперь же ученые наглядно увидели: чтобы затормозить распространение тау-белков по клетке, достаточно заблокировать энзим, необходимый для функционирования UFM1-каскада.

Новую клеточную культуру разработали специалисты из Медицинского колледжа Вейля Корнеллского университета (Weill Cornell Medicine) при участии коллег из ведущих научно-исследовательских и медицинских учреждений США и Канады. Научная работа с описанием методики создания новой клеточной культуры человеческих нейронов и результатами экспериментов по тестированию целей для терапии нейродегенеративных заболеваний опубликована в рецензируемом журнале Cell.


Source: https://oaoo.ru/shpric/novaia-kyltyra-chelovecheskih-neironov-pomojet-vziat-bolezn-alcgeimera-pod-kontrol.html

Межтекстовые Отзывы
Посмотреть все комментарии
guest

Повышенный риск рака связали с наличием в семье мужчин с бесплодием

Кадр из сериала «Доктор Хаус» / © fox.com Риск развития онкологических заболеваний зависит от различных факторов. На него...

Новое лекарство от Covid-19 спасает тяжелобольных и вредит остальным (Upd. и Upd.2)

Наиболее опасное свойство коронавируса — способность вызывать цитокиновый шторм, а дексаметазон, кажется, способен подавлять силу последнего / ©NEXU...

Эксперимент с новорожденными мышами указал новый способ борьбы с гриппом

Окрашенная электронная микрофотография частиц вируса гриппа А (H3N2) / © NIAID / Flickr / Автор: Екатерина Лебедева Заражение...

Веселого Рождества: врачи предупредили о повышенном риске сломать пенис в праздники

© Shutterstock / Автор: Артем Фомин Перелом пениса — серьезное повреждение, требующее неотложной медицинской помощи, нередко хирургической. Происходит...

Самую большую в России роботизированную аптеку запустили в Приморье

 © наука.рф Учебно-производственная аптека с роботизированной системой хранения и выдачи товаров аптечного ассортимента Тихоокеанского Медицинского начала работу во Владивостоке. Робот-аптека стала первой...

Табак связали с суицидом младших школьников

Кадр из киножурнала «Ералаш» / © gorkyfilm.ru Дети младшего школьного возраста все чаще курят разные виды сигарет, а...

Энтерит у взрослых. Что за болезнь и чем опасна?

Энтерит, или воспаление тонкого кишечника, сопровождается неприятными ощущениями: тошнота, диарея, боль в животе. Если его не лечить или лечить неправильно,...

Новая культура человеческих нейронов поможет взять болезнь Альцгеймера под контроль

Микроскопия с окрашиванием новой культуры нейронов, полученных из человеческих плюрипотентных стволовых клеток. Голубым цветом выделяется ДНК в ядрах...

Начало болезни Альцгеймера связали с накоплением жира в мозгу

Начало болезни Альцгеймера связали с накоплением жира в мозгу / © Getty images Болезнь Альцгеймера считается одной из...

Новый биоадгезивный пластырь соединил ткани внутри организма

Иллюстрация потенциального применения биоадгезивного пластыря для внутренних органов / © Jang Woo Yang et al. Эффект адгезии —...

Сигаретный дым в шесть раз повысил риск смертельного заболевания у собак

Шотландский терьер — одна из самых узнаваемых пород, популярная во многих странах / © Ондрей Просицкий, Shutterstock.com /...

Смерть в младенчестве связали со сном на кровати родителей

Спать в одной кровати с родителями опасно для младенцев / © shutterstock.com Современная медицина изучает причины смерти в...

Ночное и дневное зрение сработали по одной и той же модели

Ночное и дневное зрение сработали по одной и той же модели / © Ayelet McKyton et al. /...

Ученые выяснили, как макияж влияет на кожу во время тренировок

© Patrick Campbell/CU Boulder Для участия в эксперименте, результаты которого опубликовал Journal of Cosmetic Dermatology, пригласили 43 студента...

Малоизвестный вирус «аляскинской оспы» впервые убил человека

Красная белка (Tamiasciurus hudsonicus) / Ⓒ Wikimedia Commons Alaskapox, или AKPV, — ортопоксвирус из семейства Poxviridae и подсемейства Chordopoxvirinae....

Инженерные вирусы действуют как антибиотик, но без побочных эффектов

Синегнойная палочка / © cfmo.ru / Автор: Visellia Orfius Люди начали использовать самый первый антибиотик пенициллин более 40 тысяч лет назад,...

Вакцинация от коронавируса теперь предусмотрена только для уязвимых категорий

Минздрав РФ внес изменения в календарь вакцинации по эпидпоказаниям, согласно которым вакцинация от коронавируса предусмотрена теперь лишь для...

ФМБА: 1882 человека из 244 тысяч привившихся “Конвасэлом” заболели COVID-19

Около 244 тысяч человек уже привились вакциной от коронавирусной инфекции “Конвасэл”, из них заболело менее 2 тысяч человек...

Медики вычислили «золотое число» шагов для снижения риска осложнений при родах

© hryshchyshen / Freepik Авторы работы — группа специалистов из отделения акушерства и гинекологии медицинского центра «Рамбам» (Хайфа,...

КРЭТ зарегистрировал новый аппарат ИВЛ «Неолайн» для новорожденных

Концерн «Радиоэлектронные технологии» (КРЭТ) Госкорпорации Ростех, через компанию «Техприбор», получил регистрационное удостоверение на аппарат ИВЛ для новорожденных «Неолайн-1». Оборудование...