Ученые раскрыли новый подход к диагностике и лечению деменции

Ученые в рамках нового исследования получили новое представление о неврологических заболеваниях, изучав кольцевые РНК (циркулярные РНК) в клетках головного мозга. Им удалось выявить более 11 000 различных кольцевых РНК, которые характеризуют клетки головного мозга, вовлеченные в болезнь Паркинсона и болезнь Альцгеймера.

Доктор медицинских наук Клеменс Шерцер и его коллеги для сравнения захватили с помощью лазера нейроны из 190 замороженных посмертных образцов человеческого мозга, в том числе некоторые ненейрональные клетки. После применив сверхглубокое тотальное секвенирование РНК для изучения точных последовательностей генетического кода, они обнаружили, что 61% всех охарактеризованных ими синаптических кольцевых РНК были связаны с заболеваниями головного мозга.

Примечательно, что ученые выявили 4834 кольцевых РНК, специфичных для клеточного типа, в дофаминовых и пирамидных нейронах, двух высокофункциональных клетках мозга. Отметим, что дофаминовые нейроны контролируют движение, настроение и мотивацию, в то время как пирамидные нейроны играют важную роль в памяти и речи.

Исследовати отметили, что именно кольцевые РНК определяют идентичность нейронов. В всою очередь разнообразие таких РНК обеспечивает точно настроенную, специфичную для типа клеток информацию, которая не объясняется соответствующими линейными РНК одного и того же гена.

Дегенерация этих дофаминовых и пирамидных нейронов играет ключевую роль в развитии неврологических расстройств. Изучая эту связь дальше, они обнаружили, что удивительное количество генов Паркинсона и Альцгеймера продуцируют кольцевую РНК. Например, экспрессия одной кольцевой РНК, продуцируемой геном Паркинсона DNAJC6, была снижена в уязвимых дофаминовых нейронах еще до появления симптомов.

Таким образом, кольцевые РНК служить биомаркерами для конкретных клеток головного мозга, участвующих в ранних, продромальных стадиях заболевания. Такие РНК  нелегко разрушить, поэтому они могут стать эффективным инструментом в качестве репортеров и для проведения терапии, используя в  качестве будущих цифровых РНК-лекарств.

Команда определила, что гены, связанные с различными заболеваниями, продуцируют кольцевые РНК в определенных типах клеток. Например, гены, связанные с зависимостью, дали начало таким РНК в дофаминовых нейронах, гены, связанные с аутизмом, в пирамидных нейронах и гены, связанные с раком, в ненейрональных клетках.

Текущие результаты обеспечивают наиболее полный на сегодняшний день анализ кольцевых РНК в клетках головного мозга человека и позволяют предположить, что их можно использовать для диагностики РНК и лекарств, используемых для лечения неврологических заболеваний.