Результаты предлагают новые подходы к развивающимся лечениям MSA, у которого в настоящее время нет лечения, но также и поставьте потенциальный вопрос для клиницистов или ученых, которые вступают в контакт с тканью MSA.Новые результаты отмечают первое открытие человеческой болезни, вызванной новым прионом за 50 лет, так как работа в Национальных Институтах Здоровья в 1960-х показала, что ткань человеческого мозга, зараженная болезнью Крейцфельда-Якоба, могла передать нейродегенерацию шимпанзе.
Только в 1982, Стэнли Прусинер UCSF, Мэриленд изолировал возбудителя для связанной болезни, названной scrapie, найденным у овец, и характеризовал его как прион для «заразного белка». Он тогда решил, что тот же самый прионный белок вызвал коровью губчатую энцефалопатию (BSE) или болезнь «коровьего бешенства», у коров и так называемой «различной» болезни Крейцфельда-Якоба в людях, которые впоследствии потребляли загрязненную коровьей губчатой энцефалопатией говядину или другие ткани.Сначала, идея, что простой белок мог копировать и распространить болезнь, была отвергнута научным сообществом, поскольку принцип современной биологии считал, что только вирусы и живущие микробы, такие как бактерии могли передать болезнь.
Но последующая работа Прусинера и других привела к пониманию того, как прионы функционируют на молекулярном уровне. Прусинер, преподаватель невралгии и директор Института нейродегенеративных заболеваний (IND) в UCSF, был награжден Нобелевской премией в Физиологии или Медицине для этой работы в 1997.
Прионные исследователи с тех пор предположили, что подобные misfolded белки могут способствовать большему количеству стандартных форм нейродегенерации, таких как болезнь Паркинсона и болезнь Альцгеймера.«Теперь мы окончательно показали, что новый тип приона вызывает MSA», сказали Курт Джайлс UCSF, DPhil, адъюнкт-профессор невралгии, исследователь IND и ведущий автор на втором из двух новых исследований. «Это – наша отметка в песке».Иногда по сравнению с Доктором Джекилом и мистером Хайдом, оригинальный прионный белок, определенный Prusiner, как являющимся ответственным за болезнь Крейцфельда-Якоба, известную как PrP, может существовать в двух формах: одно безопасное и другое фатальное.
Прионы PrP в опасном, misfolded формируют замок на других соседних молекулах PrP, заставляя их потерять их нормальную форму и начиная цепную реакцию, которая приводит к липким, нерастворимым мемориальным доскам всюду по мозгу, которые уничтожают клетки и приводят к типичному «губчатому» появлению затронутых болезнью Крейцфельда-Якоба мозгов.В новых научно-исследовательских работах изданных, недели от 17 августа и 31 августа 2015 на Слушаниях Национальной академии наук, Prusiner, Джайлса, постдокторского исследователя Аманды Уоермен, доктора философии, и международной команды коллег сообщают, что misfolded версия белка, названного альфой-synuclein, кажется, действует похожим способом передать MSA от больной ткани человеческого мозга до мышей и к культурам клетки человека.Сначала описанный в 1960, MSA – прогрессивный нейродегенеративный беспорядок, который редок, но более распространен, чем болезнь Крейцфельда-Якоба: это ежегодно затрагивает 3 из 100 000 человек старше 50.
Его ранние признаки могут быть приняты за те из болезни Паркинсона и включать движение и уравновешивать проблемы, а также потерю контроля за мочевым пузырем, регулирования кровяного давления и других функций, которыми управляет вегетативная нервная система. В отличие от больных болезнью Паркинсона, которые часто живут спустя 10 – 20 лет после их диагноза, пациенты MSA, как правило, умирают в пять к 10 годам и не отвечают на наркотики или глубокую мозговую стимуляцию, используемую для симптомов болезни Паркинсона.
Как при болезни Паркинсона, нейродегенерация в MSA сопровождается наращиванием глыб альфа-synuclein белка в клетках головного мозга. И MSA и ФУНТ могут возникнуть эпизодически в семьях без истории болезни, но некоторые унаследованные формы связаны с мутациями в альфа-synuclein гене. В то время как механизмы не полностью поняты, исследователи полагают, что эти мутации предрасполагают нормальные белки к misfold в заразные прионы.
Другие факторы, такие как клеточное напряжение и процесс старения также, как думают, делают misfoldings более вероятно.Новая работа возникает в экспериментах, проводимых в лаборатории Прусинера в 2013, показывая, что образцы мозговой ткани от двух человеческих пациентов MSA смогли передать болезнь к модели мыши для болезни Паркинсона, выразив альфа-synuclein ген человека мутанта.
Чтобы подтвердить это открытие, Prusiner и коллеги расширились, этот эксперимент, чтобы включать образцы ткани от еще дюжины жертв MSA от ткани полагается на три континента: Научно-исследовательский центр болезни Альцгеймера Массачусетса в Бостоне, болезнь Паркинсона британский Мозговой трест в Имперском колледже Лондона и Сиднейский Мозговой трест в Австралии.Результатами было то же самое: Когда выставлено человеческой ткани MSA, мыши заболели нейродегенерацией. Кроме того, команда нашла, что мозги зараженных мышей содержали аномально высокие уровни нерастворимой человеческой альфы-synuclein, и что зараженная мозговая ткань мыши могла самостоятельно распространить болезнь другим мышам.Открытие, что альфа-synuclein прионы могут передать MSA, поднимает проблему здравоохранения о лечении и исследовании, которые включают контакт с мозговой тканью от больных нейродегенерацией, потому что стандартные методы дезинфекции, которые убивают микробы, не устраняют прионы PrP та болезнь Крейцфельда-Якоба причины.
Держатся ли те же самые проблемы для альфа-synuclein прионов в MSA, остается быть определенным.Авторы пишут, что клиницисты и исследователи должны принять намного более строгие протоколы безопасности, имея дело с тканью от пациентов с MSA и другими нейродегенеративными заболеваниями, многие из которых они верят, может также быть вызван прионами. Например, MSA часто первоначально диагностируется как болезнь Паркинсона, которую часто лечат с глубокой стимуляцией головного мозга.
Болезнь могла потенциально быть передана другим пациентам, если оборудование для глубокой стимуляции головного мозга снова использовано.«Вы не можете убить белок», сказал Джайлс. «И это может придерживаться плотно нержавеющей стали, даже когда хирургический инструмент убран». В результате он сказал, «Мы защищаем предупредительный подход. Люди живут дольше и вероятно получают больше хирургий головного мозга.
Могли быть невыявленные нейродегенеративные заболевания, что – если они вызваны прионами – средняя инфекция могла бы быть реальным беспокойством».В отличие от опасности коровьей губчатой энцефалопатии от загрязненной говядины, исследователи подчеркивают, что нет никакого очевидного риска заражения прионами MSA за пределами медицинского специализированного или параметры настройки исследования.
В ранее двух работ группы PNAS, опубликованных в этом месяце, Уоермен принудил исследовательскую группу в разработке быстрого нового метода проверять прионную передачу, используя культуры клетки человека. Команда продемонстрировала, что только требуется 4 дня для человеческой ткани MSA, чтобы заразить культивируемые клетки альфа-synuclein мутациями, в отличие от этих 120 дней, которые требуется для болезни, чтобы распространиться к моделям мыши.
«Проблема учащейся нейродегенерации состоит в том, что это – болезнь старения», сказал Уоермен. «Вы должны позволить моделям мыши развиваться в течение такого долгого времени, что исследование в области лечений действительно не спешит прогрессировать. Теперь, с этими моделями клетки, мы можем проверить, как инактивировать альфа-synuclein совокупности на скорости, которая просто не была бы выполнима у животных».