Здоровье
Органоиды мозга помогли раскрыть генетический механизм нейродегенерации
Модель из человеческих стволовых клеток показала, как редкая делеция SPAST нарушает обмен цинка, повреждает аппарат Гольджи и усиливает накопление бета-амилоида.
Миниатюрные модели человеческого мозга помогли исследователям проследить цепочку событий от редкого генетического нарушения до повреждения нейронов. Работа корейских учёных показала, как делеция, связанная с Alu-элементами ДНК, может нарушать баланс цинка и усиливать признаки нейродегенерации.
Alu-элементы — короткие последовательности, характерные для приматов и составляющие около 10% человеческого генома. Иногда неправильная рекомбинация между ними удаляет участок генетической информации. У мышей таких элементов нет, поэтому обычные животные модели не полностью воспроизводят этот механизм.
Что произошло в модели SPAST
Команда создала органоиды мозга из человеческих стволовых клеток с удалением экзона 17 гена SPAST. Мутации SPAST вызывают наследственную спастическую параплегию, а крупные делеции у некоторых пациентов сопровождаются не только слабостью и скованностью ног, но и снижением когнитивных функций.
После удаления участок SPAST аномально соединился с соседним геном SLC30A6. Возникший гибридный транскрипт примерно вдвое снизил уровень транспортёра цинка ZnT6. Цинк стал накапливаться в цитоплазме, а аппарат Гольджи — структура, обрабатывающая и распределяющая белки и липиды, — начал разрушаться.
В органоидах количество агрегатов бета-амилоида выросло примерно в десять раз, а число погибающих нейронов — примерно в четыре раза по сравнению с контролем. Когда исследователи связали лишний цинк специальным хелатором или предотвратили разрушение аппарата Гольджи, патологические изменения ослабли.
Связь с болезнью Альцгеймера пока предварительная
В посмертной ткани мозга людей с болезнью Альцгеймера учёные также увидели связь между нарушенным уровнем ZnT6 и повреждением аппарата Гольджи. Однако для анализа РНК подходили только два образца, и аномальный гибридный транскрипт нашли лишь в одном.
Это фундаментальная работа, а не готовое лечение деменции. Следующие исследования должны определить, насколько часто механизм встречается у пациентов, можно ли безопасно воздействовать на обмен цинка и действительно ли это замедляет болезнь в живом организме.
Читайте также: Другие материалы о здоровье и профилактике.
Источник: News-Medical / Korea Research Institute of Bioscience and Biotechnology.
