В недавнем исследовании учеными лаборатории нейробиолога Арин Гиттис (Aryn Gittis) Университета Карнеги-Меллон (Carnegie Mellon University), США, выявлено две группы нейронов, управление функциями которых может уменьшать выраженность проявлений болезни Паркинсона, связанных с нарушениями моторики. Так, показано, что активация этих нейроклеток базальных ганглиев способна устранять симптомы двигательной дисфункции гораздо более длительно, чем современные методы лечения, такие как стимуляция глубоких отделов мозга и фармакотерапия.
Болезнь Паркинсона связана с нейродегенеративным поражением экстрапирамидной моторной системы, вызванным прогрессирующим разрушением и гибелью нейронов, ответственных за синтез нейромедиатора дофамина. Постепенное сокращение численности функционирующих дофаминергических нейронов приводит к нарушению функций базальных ганглиев и связанному с этим расстройству произвольных движений. Таким образом, в настоящее время базальные ганглии рассматриваются в качестве основной клинической мишени терапии, однако применяемые современные методы лечения не предлагают долгосрочных решений. При этом основное ограничение подобных методов терапии состоит в ее симптоматической направленности. Поэтому проявления недостаточности моторных функций могут быстро возобновляться в случаях некорректной дозировки препаратов или прекращения стимуляции ативности глубоких отделов мозга.
В настоящем исследовании, проведенном в рамках доклинического эксперимента на лабораторных животных с моделированной болезнью Паркинсона, ученые применили оптогенетические методы для расширенного изучения функционирования нейронных сетей, вовлеченных в нарушения, развивающиеся при болезни Паркинсона. Для лучшего понимания функций нейронов базальных ганглиев в условиях нейродегенеративного процесса, связанного с болезнью Паркинсона, специалисты сосредоточили внимание на изучении микроструктур, составляющих внутреннюю схему базальных ганглиев. В частности, авторы исследовали латеральные участки globus pallidus. Ранее было известно, что указанные области переднего мозга, относящиеся к базальным ядрам, участвуют в супрессии активности двигательных путей в базальных ганглиях. Однако до настоящего времени оставалась невыясненной функция отдельных типов нейронов, присутствующих в globus pallidus, а также их роль в патогенезе болезни Паркинсона и, соответственно, их вероятный терапевтический потенциал. В своем исследовании авторы применяли оптогенетический метод воздействия — технику, позволяющую модулировать функцию генетически измененных клеток, модифицируя их активность в ответ на световые сигналы. В частности, мишенью подобного воздействия при исследовании моделированной болезни Паркинсона у лабораторных животных стали два типа нейронов — PV-GPe и Lhx6-GPe. В результате выявлено, что, повышая активность клеток PV-GPe относительно функциональности нейронов Lhx6-GPe, возможно ингибировать аберрантную активность нейронов базальных ядер и восстанавливать моторные функции животных в течение по меньшей мере 4 ч, что значительно превышает длительность положительного эффекта ныне применяемых методов терапии.
Подводя итоги проведенной работы, авторы выразили надежду на то, что результаты, полученные в доклиническом эксперименте на лабораторных животных, в будущем могут стать основой нового, более эффективного протокола стимуляции глубоких отделов мозга, что повысит эффективность терапии пациентов с болезнью Паркинсона.
- Carnegie Mellon University (2017) Neuronal targets to restore movement in Parkinson’s disease model. ScienceDaily, May 8 (https://www.sciencedaily.com/releases/2017/05/170508112420.htm).
- Mastro K.J., Zitelli K.T., Willard A.M. et al. (2017) Cell-specific pallidal intervention induces long-lasting motor recovery in dopamine-depleted mice. Nat. Neurosci., May 8 (https://www.nature.com/neuro/journal/vaop/ncurrent/full/nn.4559.html).
Наталья Савельева-Кулик
