Генетически модифицированные мартышки помогут в изучении болезни Паркинсона
Исследователи из Университета Кэйо под руководством нейробиолога Хидэюки Окано создали когорту трансгенных мартышек, которые могут стать ключом к пониманию ранних стадий болезни Паркинсона. Эти уникальные животные, представленные на конференции по моделям нечеловеческих приматов в Гонконге, созданы с использованием мутированного белка, который, как предполагается, вызывает развитие болезни Паркинсона у некоторых людей.
Эти мартышки имитируют начало и прогрессирование болезни Паркинсона, что позволило команде Окано идентифицировать потенциальные ранние признаки заболевания при помощи мозговой визуализации. Эта модель может стать "прорывной" для исследований болезни Паркинсона, отмечает нейробиолог Питер Стрик из Университета Питтсбурга.
Болезнь Паркинсона, поражающая 8,5 миллионов человек по всему миру, считается вызванной сочетанием генетических и экологических факторов, таких как воздействие токсичных химикатов. Заболевание начинается с гибели нейронов, производящих нейромедиатор дофамин в области мозга, называемой черной субстанцией, что контролирует движение. Ранние симптомы включают тремор, мышечную жесткость и замедленные движения. В более поздние стадии заболевание может влиять на когнитивные функции и привести к деменции.
Исследователи полагают, что одной из причин гибели нейронов могут быть аномальные версии белка альфа-синуклеин, которые неправильно складываются и формируют токсичные комки в мозге задолго до появления симптомов. Существующие модели заболевания не воспроизводят постепенное умирание нейронов. В большинстве случаев используются химические вещества для уничтожения нейронов у крыс или обезьян, имитируя продвинутые стадии болезни, когда повреждение мозга уже нанесено.
Чтобы смоделировать ранние стадии, команда Окано использовала вирус для доставки генной вариации, производящей мутированный белок альфа-синуклеин, в эмбрионы мартышек. Быстрая старость мартышек по сравнению с другими обезьянами позволяет более эффективно отслеживать прогрессирующие заболевания.
Позитронно-эмиссионная томография мартышек показала постепенную потерю нейронов, производящих дофамин. С возрастом они начали проявлять тремор, снижение физической активности и колебания при движениях, характерные для человеческих пациентов, и их состояние улучшалось при приеме препарата от болезни Паркинсона леводопы. Животные даже развили нарушение поведения во время быстрого движения глаз (REM) во сне — ранний признак болезни Паркинсона.
Поиск ранних аномалий в мозге позволил команде Окано использовать функциональную магнитно-резонансную томографию для измерения изменений кровотока, указывающих на нейронную активность. Трансгенные мартышки показали необычно высокую активность в ядерном пункте мозга, задействованном в контроле движений, даже до появления симптомов. Отдельно команда обнаружила, что у людей с нарушением поведения во время REM-сна также повышена активность ядерного пункта. Эта активность может быть предклиническим биомаркером болезни Паркинсона.
Модель болезни Паркинсона в мартышках открывает новые возможности для изучения и лечения этого заболевания. Помимо предоставления важных данных о ранних признаках болезни, эта модель предлагает уникальную возможность для тестирования потенциальных методов лечения на ранних стадиях развития болезни.
Важно отметить, что созданная модель может не идеально отражать человеческое заболевание. Вирус, используемый для доставки гена мутированного альфа-синуклеина, мог случайно вставить несколько копий в хромосому обезьяны, потенциально производя белок в нескольких органах. Эти изменения, не наблюдаемые при человеческом заболевании, могут исказить результаты при тестировании потенциальных терапевтических средств. Тем не менее, учитывая текущий недостаток моделей животных, необходимо не позволять совершенству быть врагом хорошего.
