Учёные из Стокгольмского университета (Stockholm University) совместно с коллегами из Парижского института мозга (Paris Brain Institute) и Университета Эребру (Örebro University) взялись за непростую задачу — понять, почему при амиотрофическом боковом склерозе (БАС, ALS) одни моторные нейроны буквально разваливаются на глазах, а другие остаются удивительно стойкими.
Для этого они проанализировали миллионы молекул матричной РНК (мРНК), вытащенных из клеток пациентов с наследственной формой заболевания, вызванной мутацией в гене SOD1. Данные сравнивались между устойчивыми и уязвимыми нейронами. Чтобы не упустить закономерности, исследователи привлекли и машинное обучение — оно подсветило новые возможные маркеры болезни.
Результаты исследования
Оказалось, что нейроны, управляющие движением глаз, ведут себя куда «спокойнее» в условиях болезни: у них изначально высоко включены защитные гены — EN1, Galanin (GAL), а также PVALB и CD63. Эти факторы действуют как встроенные щиты, мешая патологическим процессам добраться до клетки.
А вот уязвимые моторные нейроны реагируют иначе. Они отчаянно пытаются спастись: активируют и защитные гены, и пути регенерации (ATF3, Sprr1a). Но чем дальше заходит болезнь, тем очевиднее — усилия тщетны, восстановить контакты с мышцами им так и не удаётся.
Команда нашла и новые ориентиры для диагностики: благодаря анализу больших массивов данных искусственный интеллект вытащил на свет гены VGF, INA и Penk. Эти сигналы можно рассматривать как потенциальные биомаркеры для более раннего выявления БАС.
Мнения исследователей
По словам руководителя работы, Евы Хедлунд (Eva Hedlund), научного сотрудника кафедры нейрохимии Стокгольмского университета (Stockholm University):
«Теперь мы понимаем, что есть целая группа генов, которые способны поддерживать жизнь нейрона. Если научиться включать их в нужное время — это может открыть дорогу к новым методам терапии».
Соавтор исследования, Мелани Лебоф (Melanie Leboeuf), добавила, что особенно удивило высокое содержание защитных факторов именно в глазных нейронах — «словно организм специально поставил им дополнительную охрану».
А первый автор работы, Ирен Мэй (Irene May), научный сотрудник факультета биомедицинских наук и биофизики Стокгольмского университета (Stockholm University), подчеркнула:
«Мы надеемся, что эти новые биомаркеры можно будет использовать для диагностики и прогноза болезни у пациентов. Это реальный шанс приблизить медицину к более точным и ранним тестам».
Заключение
Работа, опубликованная в журнале «Genome Research», меняет привычный взгляд на БАС. Она показывает: судьба нейрона определяется не только внешними условиями, но и «внутренней программой защиты».
И если удастся научиться усиливать эти встроенные механизмы — у медицины появится шанс переломить ход болезни, которая до сих пор остаётся приговором.
Литература.
“Transcriptional modulation unique to vulnerable motor neurons predicts ALS across species and SOD1 mutations” by Eva Hedlund et al. Genome Research
