В исследовании на органоидах мозга ученые обнаружили белок TDP — 43, который, по-видимому, вызывает повреждение нервов сразу после черепно-мозговой травмы (ЧМТ). Более того, блокирование определенного белка клеточной поверхности может исправить дефектный TDP — 43 и остановить гибель нервов в клетках мыши и человека.
Ученые вырастили органоиды мозга — крошечные скопления человеческих нейронов размером с булавочную головку — из клеток, собранных у здоровых людей и пациентов с нейродегенеративными заболеваниями: боковым амиотрофическим склерозом (БАС) и лобно-височной деменцией. Анализ показал, что мутации в гене C9orf72 повышают риск развития обоих заболеваний. Исследователи также подвергли полученные органоиды ультразвуковым импульсам, чтобы имитировать некоторые эффекты ЧМТ, включая гибель клеток головного мозга.
Кроме того, команда увидела изменения в белке TDP — 43, который ранее связывали как с ЧМТ, так и со многими нейродегенеративными заболеваниями. Белок, который обычно находится в ядре здоровых нейронов, участвует в контроле того, как инструкции в ДНК используются для создания белков. Но при нейродегенеративных состояниях TDP — 43 накапливается в виде скоплений.
Анализ данных органоидов показал, что после ЧМТ неисправные белки TDP — 43 повреждают и убивают клетки мозга. Команда обнаружила, что отчасти причина, по которой эти белки выходят из строя, может заключаться в том, что они выходят за пределы ядра. При этом такие вредные изменения в TDP — 43 были более распространены в органоидах, выращенных из клеток людей с БАС или деменцией, чем в клетках здоровых доноров. Это указываю, что ЧМТ, по-видимому, особенно опасны для тех, у кого уже есть генетический риск развития деменции.
Исследователи обнаружили на поверхности клеток ген белка — KCNJ2, который при выключении обеспечивает защиту от последствий ЧМТ. Ученые протестировали механизм на органоидах и на лабораторных мышах и обнаружили устойчивые эффекты улучшения.
Нацеливание на KCNJ2 может уменьшить гибель нервных клеток после ЧМТ. Это может иметь потенциал либо в качестве лечения после травмы, либо в качестве профилактики для спортсменов и других людей с высоким риском ЧМТ.
Джастин Ичида, соавтор исследования из Университета Южной Калифорнии.
