Синдром Дауна является наиболее распространенной генетической причиной умственной отсталости и в настоящее время не существует его эффективного лечения. Дефицит памяти является отличительной чертой этого состояния. Новое исследование Медицинского колледжа Бейлора (Baylor College of Medicine) сообщает, что дефекты в консервативном пути стресса, получившем название «интегрированная реакция на стресс» (ИРС), позволили определить когнитивный дефицит у мышей с синдромом Дауна. Результаты исследования опубликованы в журнале Science.
Введение
Авторы исследования обнаружили, что ИРС активируется в мозге мышиной модели, которая повторяет когнитивный дефицит человеческого синдрома, а также в образцах человеческого мозга, полученных после смерти. Что еще более важно, ингибирование ИРС генетическими или фармакологическими средствами обратило дефицит памяти у мышей. Полученные данные подтверждают необходимость проведения будущих исследований для изучения возможности того, что модулирование ИРС может помочь в лечении синдрома Дауна и других расстройств, возникающих в результате нарушения этой сети.
Актуальность проблемы
«В настоящем исследовании мы изучили роль сетей белкового гомеостаза у мышей при синдроме Дауна», – сообщает ведущий автор исследования Мауро Коста-Маттиоли (Mauro Costa-Mattioli). «Снижение сетей белкового гомеостаза тесно связано с несколькими неврологическими состояниями, от старения до нейродегенеративных нарушений, но мало было известно о его роли в синдроме Дауна».
Результаты научного исследования
Исследователи впервые обнаружили, что скорость синтеза белка была снижена в мозге мышей с синдромом Дауна и в клетках человека. Также стало известно, что активация ИРС, эволюционно развивающейся сети, которая регулирует гомеостаз белка путем регулирования синтеза белка, может объяснить дефицит синтеза белка, связанный с синдромом Дауна.
Воодушевленные этими обнадеживающими данными, исследователи хотели понять, опосредована ли активация ИРС долговременным дефицитом памяти у мышей с синдромом Дауна. Чтобы ответить на этот вопрос, ученые использовали четыре независимых генетических и фармакологических манипуляции для коррекции ИРС на мышиной модели с синдромом Дауна.
«У мышей с синдромом Дауна наблюдаются проблемы с долговременной памятью», – комментирует автор исследования Пинг Цзюнь Чжу (Ping Jun Zhu). «Мыши с синдромом Дауна не изучали задачу так же хорошо, как контрольные мыши. Однако, когда мы генетически или фармакологически ингибировали ИРС, животные могли учиться почти так же, как и контрольные мыши».
Исследователи также измерили силу синаптических связей у мышей с синдромом Дауна и обнаружили, что связи были не такими сильными, как у контрольных мышей. Но ингибирование ИРС у мышей с синдромом Дауна способно обратить вспять дефицит синаптической функции.
На клеточном уровне синаптическая пластичность – способность образовывать нейронные связи – считается центральным механизмом, который может объяснить, как формируется память, поэтому эти результаты подтверждают гипотезу исследователей о том, что активация сети ИРС опосредует дефицит памяти, связанный с синдромом Дауна.
Авторы другого исследования установили, что умственная отсталость и синдром Дауна имеют общий ген.
