(Medical Xpress) – Аномально низкий уровень белка в определенных нервных клетках связан с проблемами движения, которые характеризуют смертельную детскую мышечную атрофию, как показывают новые исследования на животных.
Спинальная мышечная атрофия, или SMA, возникает, когда у ребенка двигательные нейроны ?? нервные клетки, которые посылают сигналы от спинного мозга к мышцам ?? производить недостаточное количество так называемого белка мотонейрона выживания или SMN. Это приводит к гибели моторных нейронов, что приводит к мышечной слабости и неспособности двигаться.
Хотя предыдущие исследования установили генетическую связь заболевания с SMN в моторных нейронах, ученые еще не выяснили, как этот недостаток SMN причиняет столько вреда. Некоторые дети с наиболее тяжелой формой заболевания умирают до 2 лет.
Группа исследователей, возглавляемая учеными из Университета штата Огайо, показала на рыбках данио, что при отсутствии SMN ?? в клетках по всему телу, а также в мотонейронах в частности ?? уровни белка, называемого пластином 3, также снижаются.
Когда исследователи добавили пластин 3 обратно к моторным нейронам у рыбок данио, которые были генетически изменены так, что они не могли производить SMN, у рыбок данио восстановилась большая часть их двигательных способностей к плаванию, которые были сильно ограничены их уменьшенным SMN. Эти данные связали присутствие пластина 3 ?? в одиночку, без SMN ?? к восстановлению утерянного движения.
Восстановление не было полным. Рыбы без SMN в своих клетках все же в конечном итоге умирают, поэтому добавление одного пластина 3 не является терапевтическим вариантом. Но дальнейшее определение роли этого белка расширяет понимание того, как развивается спинальная мышечная атрофия.
?? Что все теряется, когда теряется SMN? Это то, с чем мы все еще боремся, сказала Кристин Битти, адъюнкт-профессор нейробиологии в штате Огайо и ведущий автор исследования.
Мы думаем, что часть дефектов двигательных нейронов, которые наблюдаются при спинальной мышечной атрофии, вызваны этим снижением пластина 3, которое мы получаем при снижении SMN. И когда мы добавляем пластин 3 обратно в двигательные нейроны, мы можем спасти дефекты, которые наблюдаются при снижении SMN, что позволяет предположить, что снижение пластина 3 вносит свой вклад в некоторые характеристики заболевания.??
Исследование опубликовано в выпуске журнала Neuroscience от 11 апреля 2012 г.
Спинальная мышечная атрофия (СМА) – это смертельное генетическое заболевание, которое поражает примерно одного из 6000 детей, рожденных в Соединенных Штатах. По данным Национального института здоровья, существует много типов СМА, и продолжительность жизни зависит от того, как болезнь влияет на дыхание. Лекарства нет, но лекарства и физиотерапия помогают избавиться от симптомов.
Битти и его коллеги начали эту работу несколько лет назад после того, как врач сравнил кровь братьев и сестер ?? один с легкой спинальной мышечной атрофией и тот, кто не пострадал ?? и обнаружили, что уровень пластина 3 у здорового ребенка был выше, чем у его брата или сестры с СМА.
Исследователи из штата Огайо используют исследования на животных, чтобы определить роль пластина 3 в этом заболевании и, в частности, его связь с SMN, белком, которого, как известно, не хватает у детей со спинальной мышечной атрофией. Битти – эксперт в использовании модели рыбок данио для исследования двигательных нейронов и других аспектов центральной нервной системы.
Она и ее коллеги провели серию экспериментов, чтобы проверить взаимосвязь между белком SMN и пластином 3. У рыбок данио генетически измененных, так что они не производят SMN, уровни пластина 3 также оставались низкими. Когда исследователи создали противоположные условия ?? понижение пластина 3 сначала в рыбе ?? SMN не пострадал. Это показало, что снижение пластина 3 происходило только при снижении SMN в первую очередь. И когда продуцирование SMN было стимулировано у рыбок данио, изначально лишенных белка, уровни пластина 3 также были восстановлены.
Все это показало взаимосвязь между SMN и пластином 3. Это не случайное событие, Битти сказал.
Гены производят белки в клетках на протяжении многих этапов. Путем дополнительных экспериментов исследователи определили, что снижение SMN влияет на продукцию пластина 3 на поздней стадии процесса, называемого трансляцией, когда аминокислоты соединяются вместе, чтобы сформировать исходную форму белка. Это означает, что недостаток SMN создает условия, в которых слишком мало пластина 3 вырабатывается для выполнения нормальных функций белка. у этих животных снижение было примерно четырехкратным.
Зная это, Битти и его коллеги планируют изучить другие белки, производство которых может зависеть от SMN.
?? Это говорит нам о том, что, возможно, SMN влияет на трансляцию других белков, которые могут способствовать спинальной мышечной атрофии. Это не было показано раньше, ?? Битти сказал.
Исследование мотонейронов рыбок данио показало, что пониженный уровень пластина 3 влияет на эти клетки по крайней мере двумя способами: повреждая аксоны, ответвления, которые обеспечивают связь между нервными клетками, и дестабилизируя синапсы, структуры, через которые проходят эти сигналы, сказал Битти.
Она и ее коллеги также изучили поведение рыб, связанное с изменениями белка. У рыбок данио, генетически измененных таким образом, что они не производят белок SMN и, следовательно, имеют пониженные уровни пластина 3, исследователи добавили небольшое количество пластина 3 обратно в их мотонейроны посредством дополнительных генетических манипуляций. В результате добавления пластина 3 у рыб восстановилась способность поворачиваться и плавать, движения, которые они раньше не могли совершать.
«Мы спасли аксоны, синаптические белки и поведение, поместив пластин 3 обратно в мотонейроны», она сказала. ?? Это очень обнадеживает.??