Болезнь Хантингтона: как могут помочь стволовые клетки?

Понимание болезни Хантингтона и открытие новых лекарств

Как упомянуто выше, ген huntingtin содержит фрагмент ДНК, называемый «CAG повторы» - фрагмент ДНК, состоящий из трех единиц (C, A и G), которые появляются много раз в одном и том же порядке. Правильный ген содержит менее 35 CAG-повторов, но у пациентов с HD есть мутантная версия, в которой слишком много CAG-повторов. Эти дополнительные копии CAG создают дефектную, токсичную версию белка хантингтина. Чем больше повторений CAG, тем более токсичен белок и, возможно, появляются более ранние симптомы заболевания.

HD и геныHD и гены.

У пациента с болезнью Хантингтона есть ген гентингтина, который содержит слишком много копий последовательности ДНК, называемой «CAG-повторы».

Ученые, работающие над мутантным белком хантингтином, задаются вопросом - как изменение этого белка повреждает клетки MSN? К сожалению, белок хантингтина работает со многими другими белками и влияет на многие различные процессы в наших клетках, поэтому точно неизвестно, как именно белок участвует в прогрессировании заболевания. Чтобы ответить на этот вопрос, ученые используют различные модели заболеваний: системы, разработанные для представления болезни ГД в лаборатории и позволяющие проводить тестирование заболеваний вне тела пациента. Стволовые клетки используются для разработки таких моделей для изучения заболевания и его прогрессирования.

Например, индуцированные плюрипотентные (iPS) клетки могут быть получены из мышечных или кожных клеток пациентов с HD. Тогда меня можно размножить в лаборатории, прежде чем превратить их в нейроны. Это было сделано консорциумом ученых, работающих на HD, состоящим из шести американских и двух европейских лабораторий, и результаты их работы были подтверждены независимо лабораторией в Калифорнии. Клетки IPS, полученные от людей с разным количеством повторов CAG, имеют тот же генетический код, что и люди, страдающие от HD. Когда эти клетки iPS от разных пациентов используются для производства клеток MSN, нейроны с более длинными CAG-повторами будут более восприимчивы к различным стрессовым факторам и будут проявлять многие из особенностей, которые появляются у пациентов. Исследователи надеются, что эта модель на основе iPS-клеток теперь поможет им понять, как именно работает HD. Этот метод, по крайней мере теоретически, может быть практически безграничным источником клеток MSN, пораженных болезнью Хантингтона, но еще предстоит проделать большую работу для создания эффективной системы для создания клеток iPS с характеристиками болезни Хантингтона для аналогичных исследований.

Можно использовать такую ​​клеточную модель для выбора потенциальных лекарств, которые могут иметь терапевтическое применение. Современная технология обеспечивает механические системы, которые позволяют ученым за сравнительно короткое время протестировать миллионы химических веществ, чтобы определить, оказывают ли они благотворное влияние на клетки. Эти системы являются очень полезными инструментами для обнаружения лекарств, но они требуют огромного количества клеток соответствующего типа (например, нейронов) с характеристиками тестируемого заболевания. Клеточные модели на основе iPS, содержащие признаки HD, могут использоваться для выбора лекарств, которые затем могут изменить заболевание.

Замена потерянных клеток

Большинство симптомов HD (но не все) являются результатом потери средних колючих нейронов в мозге. До сих пор усилия исследователей были сосредоточены на получении новых клеток MSN для замены уже уничтоженных. В 2000 и 2006 годах врачи сообщили о трансплантации нейронов плода мозгу небольшой группы пациентов с ГБ. Люди, пережившие трансплантацию, улучшили свои моторные и психологические симптомы в течение шестилетнего периода. Это свидетельствует о правильности предположений и означает, что пересадка новых клеток может улучшить симптомы ГБ, но это не говорит нам, насколько надежна процедура. Через шесть лет симптомы ГБ снова ухудшились, что указывает на то, что процесс еще не является оптимальным, и необходимы дополнительные исследования плода, чтобы развить наилучшую возможную эффективность этой процедуры. Возможно, что улучшенная процедура использования этих эмбриональных клеток MSN может помочь в лечении HD, и текущие клинические испытания изучают эту возможность, но существуют также серьезные научные и технические препятствия. Например, использование ткани, взятой из удаленного плода, дает только ограниченное количество клеток, которые не могут быть очищены или очищены. Стволовые клетки могут быть ценной альтернативой.

Ученые надеются использовать эмбриональные стволовые клетки или iPS-клетки в качестве неограниченного источника средних колючих нейронов для лечения HD. Клетки IPS могут быть получены от людей, у которых нет генетического дефекта в гене Хантингтина. Теоретически, они также могут быть сделаны из кожи людей с HD, где ученые исправили генетический дефект, используя технику редактирования генов таким образом, что клетки производят полнофункциональный белок хантингтина. Клетки MSN в настоящее время выращены из генетически правильных клеток iPS и обладают характеристиками здоровых клеток: например, в лаборатории они так же устойчивы к гибели клеток, как клетки MSN от людей без HD. Необходимы дополнительные исследования, но однажды этот метод может означать, что человек с HD сможет получить пересадку клеток мозга из «исправленных» клеток со своей собственной кожи.

Оба типа этих клеток (эмбриональные стволовые клетки и клетки iPS) обладают способностью продуцировать все клетки нашего организма, поэтому задача состоит в том, чтобы найти способ направлять их так, чтобы они создавали только клетки MSN. Многие лаборатории в настоящее время разработали протоколы для дифференциации нейронов, которые имеют характеристики клеток MSN из эмбриональных стволовых клеток. Исследование проверяет, насколько близко эти нейроны похожи на настоящие клетки MSN и могут ли они улучшить симптомы заболевания после трансплантации, используя животную модель болезни Хантингтона. Есть большие надежды, что такие клетки однажды будут пересажены людям с болезнью Хантингтона.

Ученые, работающие над мутантным белком хантингтином, задаются вопросом - как изменение этого белка повреждает клетки MSN?

Epidemnews.Ru