Исследователи Новосибирского государственного университета совместно с коллегами из лаборатории эпигенетики развития Института цитологии и генетики СО РАН составили перечень из 328 генов-кандидатов, варианты в которых потенциально могут приводить к раннему развитию болезни Паркинсона. Работа была сосредоточена на случаях, когда заболевание проявилось у пациентов в возрасте до 50 лет. Об этом сообщили в пресс-службе НГУ.
Болезнь Паркинсона представляет собой медленно прогрессирующее хроническое заболевание головного мозга, при котором гибнут нейроны в чёрной субстанции, вырабатывающие дофамин. Нехватка этого вещества нарушает контроль над движениями и приводит к широкому спектру других расстройств. Заболевание является вторым по распространённости нейродегенеративным недугом после болезни Альцгеймера. Первые симптомы чаще всего появляются в 55-60 лет, однако в ряде случаев болезнь развивается и до 40 лет, а иногда и до 20 лет.
В основе исследования лежат данные 35 пациентов Федерального центра нейрохирургии в Новосибирске в возрасте моложе 50 лет. С помощью экзомного секвенирования и программного обеспечения Genomenal специалисты выявили редкие генетические варианты, приводящие к миссенс-заменам, сдвигу рамки считывания или образованию стоп-кодона. После функциональной группировки генов учёные отобрали 13 путей, связанных с патогенезом болезни Паркинсона, а входящие в них 836 генов ранжировали по степени сходства с уже известными генами паркинсонизма. В итоге был сформирован список из 328 генов-кандидатов.
Одним из авторов работы выступила студентка второго курса магистратуры Факультета естественных наук НГУ Алена Сафонова, научным руководителем — кандидат биологических наук, старший научный сотрудник лаборатории эпигенетики развития ИЦиГ СО РАН Анастасия Малахова. По словам Сафоновой, случаи возникновения болезни в раннем возрасте почти всегда происходят внезапно и, казалось бы, беспричинно. «Есть основание предполагать, что у пациентов с такой идиопатической формой заболевания присутствует не одно нарушение, а целый комплекс менее выраженных дисфункций одновременно», — объяснила исследовательница. Каждая из них по отдельности может давать умеренный эффект, однако в совокупности они приводят к развитию недуга.
Отдельная гипотеза команды связана с митохондриями — клеточными структурами, где протекают ключевые процессы выработки энергии, обмена веществ и контроля гибели клеток. Известно, что болезнь Паркинсона характеризуется в первую очередь нарушением митохондриальных функций. В ходе работы учёные определяли, какие генетические варианты потенциально влияют на работу этих органелл. Для этого применялись плюрипотентные стволовые клетки человека пациентов из выборки, а также контрольные образцы.
Сейчас исследователи перешли к экспериментальной части. Чтобы проверить, как найденные варианты влияют на живые клетки, используются индуцированные плюрипотентные стволовые клетки. Это взрослые клетки крови пациентов, которые с помощью специальных генетических векторов «омолаживают» до состояния, когда они могут стать любой тканью. Затем в течение двух месяцев их превращают в дофаминергические нейроны. По словам Алены Сафоновой, нейрональные клетки пациентов уже получены. В ближайшем будущем учёные оценят их метаболизм, что поможет понять, действительно ли найденные 328 генов и конкретные мутации в них вызывают патологические процессы.
Ключевыми факторами риска болезни Паркинсона считаются старение, генетика и среда. При этом в 5-10% случаев причина кроется в наследственных мутациях, а в остальных остаётся неизвестной. Терапия не излечивает заболевание, а лишь помогает контролировать симптомы и замедлять его развитие. Если удастся подтвердить, что сбои в работе митохондрий лежат в основе генетических причин недуга, это откроет путь к созданию новых способов выявления и лечения заболевания. В конечном счёте полученные данные дадут врачам инструмент для ранней диагностики и определения предрасположенности к болезни Паркинсона.