В поисках новых возможностей изучения болезни Крейтцфельдта — Якоба в лабораторных условиях исследователям удалось разработать новую систему диагностики указанного заболевания. По мнению ученых, представленный метод сможет оказать значимое влияние на развитие альтернативных подходов в терапии данной патологии.
В ходе недавнего исследования авторским коллективом была разработана техника изучения аномальных прионных белков в специализированных клетках головного мозга, выращенных из стволовых клеток. Важным достижением явилось то, что в нынешнем исследовании ученым впервые удалось инфицировать клетки человека патологическими белками in vitro.
В целом, прионные заболевания вызывают развитие быстро прогрессирующих фатальных поражений центральной нервной системы. Болезнь Крейтцфельдта — Якоба — дистрофическое заболевание коры головного мозга, а также базальных ганглиев и спинного мозга. Известно, что спорадическая форма указанного заболевания является наиболее распространенной среди прионных патологий у людей и ежегодно становится причиной смерти 1 человека из 1 млн населения Великобритании.
До настоящего времени изучение данного заболевания на животных являлось единственно возможной мерой. Исследования, основанные на таком дизайне, предоставляли ценную информацию о тех или иных особенностях патоморфологических и клинических проявлений, однако актуальность таких результатов непосредственно для болезни Крейтцфельдта — Якоба у человека была неясна. При этом невозможность репликации аномальных протеинов в клетках человека in vitro препятствовала изучению непосредственных механизмов межнейронной передачи прионов.
В своей работе ученым Эдинбургского университета (University of Edinburgh), Шотландия, Великобритания, удалось генерировать астроциты из плюрипотентных стволовых клеток. На последующем этапе работы проведено инфицирование этих клеток прионами, выделенными при биопсии тканей головного мозга пациентов с болезнью Крейтцфельдта — Якоба, после чего продуцирование прионов инфицированными астроцитами возрастало и способствовало переносу аномальных протеиновых частиц в здоровые клетки. Комментируя полученные результаты, авторы отметили, что достигнутое, вероятно, может ознаменовать важную веху в понимании сути прионных заболеваний у человека и в итоге способствовать разработке эффективной терапии. Кроме того, выводы работы также демонстрируют потенциал астроцитов, полученных из стволовых клеток человека, так как возможность применения таких клеток позволяет сократить и в большинстве случаев заменить эксперименты на животных применением указанной технологии исследований in vitro. Авторы проекта особо подчеркнули, что подобная разработка сможет приблизить исследования в данной сфере научных изысканий к ведущим принципам биоэтики при проведении экспериментов на животных — «Сокращение, замена, усовершенствование» (3Rs — Reduction, Replacement, Refinement).
Резюмируя итоги, исследователи отметили, что в новой работе представлена первая физиологически значимая модель, позволяющая изучать прионные заболевания человека в лабораторных условиях. Также ученые выразили надежду на то, что разработанная технология в будущем приведет к открытию ключевых молекулярных и патогенных событий в развитии прионной болезни, которые смогут раскрыть новые возможности в терапии, а также медикаментозном скрининге указанного заболевания.
- Krejciova Z., Alibhai J., Zhao C. et al. (2017) Human stem cell-derived astrocytes replicate human prions in a PRNP genotype-dependent manner. J. Exp. Med., Nov. 15 [Epub. ahead of print].
- University of Edinburgh (2017) Brain cell advance brings fresh hope for Creutzfeldt-Jakob disease therapies. ScienceDaily, Nov. 20 (https://www.sciencedaily.com/releases/2017/11/171120111306.htm).
Наталья Савельева-Кулик
