Ученые отслеживают путь Паркинсона от кишки к мозгу у мышей

Теория о том, что болезнь Паркинсона может начаться в кишечнике, получила дальнейшую поддержку в недавнем исследовании на мышах. Ученые побудили токсичный белок образовываться в кишечнике и отслеживали каждый шаг его пути к мозгу через блуждающий нерв.

Исследователи из Медицинской школы Университета Джона Хопкинса в Балтиморе, штат Мэриленд, провели исследование новой модели болезни Паркинсона на мышах .

Новая модель повторяет ряд ранних и поздних признаков и симптомов болезни Паркинсона, включая те, которые не связаны с движением.

Команда обнаружила, что они могут заставить мышей развивать эти особенности, вводя в их кишки «предварительно сформированные фибриллы» альфа-синуклеина, белка, который образует токсичные комки в мозге людей с болезнью Паркинсона.

Статья, которая появляется в журнале Neuron, описывает модель мыши и результаты исследования.

«Поскольку эта модель начинается в кишечнике», – говорит со-старший автор исследования Тед М. Доусон, профессор неврологии в Медицинской школе Университета Джона Хопкинса, «его можно использовать [для изучения полного спектра и временного курса». патогенеза болезни Паркинсона ».

Он объясняет, что такая модель может позволить исследователям опробовать способы остановить болезнь Паркинсона на разных стадиях, от появления симптомов до полного распространения заболевания.

Ученые отслеживают путь Паркинсона от кишки к мозгу у мышей

Паркинсона, кишечника и альфа-синуклеина

Паркинсонизм – это болезнь, которая постепенно разрушает ткани мозга. Он убивает клетки мозга, которые создают химический мессенджер под названием дофамин, который помогает с двигательной функцией или контролем движения.

Отличительной чертой болезни Паркинсона является скопление плохо свернутых версий белка альфа-синуклеина в пораженных областях мозга. Патологи наблюдали эти скопления в посмертных исследованиях мозга у людей с болезнью Паркинсона.

Основные двигательные симптомы болезни Паркинсона включают медленное движение, скованность, ригидность, тремор и проблемы с равновесием. Также могут возникнуть проблемы с глотанием и речью.

Симптомы, не связанные с двигательной функцией, могут также возникать при болезни Паркинсона. Эти немоторные симптомы включают боль, усталость , расстройства настроения, повышенную потливость , потерю обоняния, проблемы с планированием и вниманием, запоры и нарушения сна.

Пока еще нет лекарства от болезни Паркинсона, и способы лечения, которые существуют, ограничены в их способности замедлять развитие болезни и ослаблять более выраженные симптомы.

Ученые « давно признали », что некоторые моторные симптомы, такие как те, которые влияют на обоняние и кишечник, могут появиться до моторной стадии болезни Паркинсона.

Кроме того, они также установили, что кишечник и мозг находятся в постоянном общении друг с другом, главным образом через блуждающий нерв.

Теория блуждающего нерва Брака о Паркинсоне

В 2003 году немецкий исследователь мозга Хейко Браак предположил, что токсическое путешествие альфа-синуклеина начинается в кишечнике и распространяется через блуждающий нерв в мозг, где он наносит ущерб клеткам допамина.

С тех пор в ряде исследований были найдены доказательства, подтверждающие теорию Браака, но до самой последней работы не было убедительных моделей на животных.

В новом исследовании Доусон и его коллеги разработали модель мыши, чтобы продемонстрировать теорию Браака.

Мышцы кишечника богаты связями с блуждающим нервом. Так, команда ввела предварительно сформированные фибриллы альфа-синуклеина в места в мышцах кишечника мышей, которые были богаты связями блуждающего нерва.

Исследователи отмечают, что успех экспериментов зависел не только от правильного выбора места инъекции, но и от правильного размера и количества фибрилл.

«Когда начальные эксперименты начали работать, мы были совершенно поражены», – говорит Доусон, добавляя, что «сейчас это довольно обычное дело для нашей исследовательской группы».

Поэтапное отслеживание альфа-синуклеина

Команда заметила, что токсичному белку потребовалось около 1 месяца для распространения от места инъекции до начала ствола мозга.

Еще через 2 месяца токсичный белок проник не только в ту часть мозга, которая поражает болезнь Паркинсона – субстанцию ​​nigra pars compacta, – но и в другие области, такие как миндалина, гипоталамус и префронтальная кора.

В течение 7 месяцев после инъекций в кишечник вызывающий болезнь альфа-синуклеин достиг еще большего и также проник в гиппокамп, стриатум и обонятельную луковицу.

Команда увидела, что за эти месяцы также произошла значительная потеря дофаминовых клеток в субстанции nigra pars compacta и стриатуме.

После инъекций в кишечник предварительно сформированных альфа-синуклеиновых фибрилл у мышей также развились классические моторные симптомы болезни Паркинсона. У них также развились немоторные симптомы, в том числе депрессия, потеря обоняния и проблемы с памятью и обучением.

Исследователи также провели ту же процедуру на мышах с оторванными блуждающими нервными волокнами. Ни у одной из этих мышей не было признаков и симптомов болезни Паркинсона, которые проявлялись у тех, у кого были интактные блуждающие нервы, таких как гибель нервных клеток и проблемы с двигательной и немоторной функцией.

Поддержка теории Браака

Исследователи пришли к выводу, что полученные данные подтверждают гипотезу Браака о развитии болезни Паркинсона.

Хотя результаты исследований на мышах не обязательно означают, что то же самое относится и к людям, команда указывает на доказательства, которые предполагают, что в этом случае они могут быть.

Исследования на людях лечения язвы, при котором хирурги удаляют часть блуждающего нерва, предполагают, что это может снизить риск развития болезни Паркинсона.

Доусон выдвигает на первый план три значения исследования. Во-первых, он ожидает, что это «стимулирует будущие исследования, изучающие связь кишечника с мозгом».

Второе значение исследования, которое предвидит Доусон, заключается в том, что оно может привести к дальнейшим исследованиям таких факторов, как инфекции и конкретные молекулы, которые могут вызвать распространение токсичных форм альфа-синуклеина.

И третий вывод заключается в том, что новый способ лечения болезни Паркинсона может заключаться в предотвращении распространения патологических или вызывающих болезнь форм альфа-синуклеина из кишечника в мозг.

Пациенты с патологическим альфа-синуклеином в желудочно-кишечном тракте были бы идеальными кандидатами для будущих нейропротективных исследований.

Профессор Тед М. Доусон