Восстановление утраченного белка может изменить мозг при синдроме Дауна

Восстановление уровня одного конкретного белка, доставленного в астроглии — звёздчатые клетки мозга — может помочь нормализовать работу нейронных цепей при синдроме Дауна. К такому выводу пришли американские учёные в исследовании, опубликованном в журнале Cell Reports.

Синдром Дауна — это генетическое заболевание, при котором у человека возникает три копии 21-й хромосомы вместо двух. Избыток генов этого участка приводит к целому букету отклонений — от пороков сердца и проблем с иммунитетом до нарушений работы мозга.

Учёные давно знают: у людей с этим синдромом структура нейронов отличается — и они хуже соединяются друг с другом. Один из важных видов клеток в мозге, астроглии (или астроциты), отвечает за формирование этих связей между нейронами. Астроглии, если вдруг забылось, — это такие звёздчатые помощники, у которых много тонких отростков, протянутых к нейронам. Они выделяют белки, необходимые для построения связей и нормальной работы мозга.

Изучая мышей с моделями врождённых нарушений развития, учёные выяснили: во время роста у таких мышей астроглии выделяют меньше определённых белков. Исходя из этого, появилась гипотеза — если дать этим клеткам недостающие белки, можно ли "починить" нарушенные связи?

Выбор пал на белок плейотрофин (Ptn), который направляет рост отростков нервных клеток во время развития мозга. Оказалось, у мышей без Ptn меньше разветвлений у нейронов — аналогично тому, что учёные видели и у мышей с моделью синдрома Дауна. Логично предположить: дело в недостатке этого белка.

Дальше исследователи решили проверить: что будет, если искусственно доставить Ptn в астроглии головного мозга мышей с синдромом Дауна? Для этого ген Ptn "запаковали" в вирус, который доводят прямо до клеток-мишеней. Метод называется аденоассоциированные вирусы — они уже применяются, например, при генной терапии. Ген Ptn был отправлен во все астроглии мозга взрослых мышей с синдромом Дауна.

Особое внимание уделили зрительной коре и гиппокампу — областям мозга, отвечающим за зрение и память, которые особенно страдают при синдроме Дауна. После того как астроглии начали производить больше Ptn, плотность ветвления нейронных связей в этих местах восстановилась до показателей обычных мышей.

Учёные пошли дальше и измерили — изменится ли электрическая активность в гиппокампе, если дать астроглиям больше Ptn? Оказалось, электрическая активность стала такой же, как у мышей без синдрома Дауна.

Авторы считают: результаты вселяют надежду, ведь такой подход может привести к новым стратегиям лечения не только синдрома Дауна, но и других нарушений развития — вроде синдрома Ретта, синдрома ломкой Х-хромосомы или даже болезней, связанных со старением, включая Паркинсон.

Для справки: у взрослого человека мозг, по идее, малоподвижен — нейроны редко образуют новые связи. Но если манипулировать белками, выделяемыми астроглиями, можно попробовать "переписать" даже взрослую нервную систему.

Пока это только лабораторные успехи на грызунах, но шаг выглядит многообещающе для будущей медицины.