Mózg w chorobie Huntingtona: więcej niż suma jego części?
Ważne nowe badanie stawia pytanie: które części mózgu mogą potrzebować największej pomocy w HD?
Objawy HD są spowodowane uszkodzeniem mózgu, ale nie wszystkie jego części są dotknięte w równym stopniu. Rodzi to ważne pytanie – gdybyśmy mieli leczenie, które mogłoby pomóc tylko małej części mózgu, którą część byśmy wybrali? Nowe badanie na myszach przeprowadzone przez Williama Yanga z UCLA próbuje odpowiedzieć na to pytanie.
Który region mózgu powoduje HD?
Główne objawy choroby Huntingtona są znane większości rodzin HD: pogorszenie zdolności myślenia, nasilenie problemów emocjonalnych i zaburzenia ruchowe. Naukowcy uważają, że wszystkie te problemy mają swoje źródło w nieprawidłowym funkcjonowaniu i utracie komórek w mózgu.
Ale nie w dowolnym miejscu w mózgu – wzorzec utraty komórek w HD jest bardzo specyficzny. Mając do dyspozycji mózgi osób, które zmarły z powodu różnych chorób mózgu, utalentowany lekarz mógłby wskazać, który należał do osoby zmarłej na HD, w porównaniu z pacjentami, którzy zmarli na chorobę Alzheimera czy Parkinsona. Mogą to zrobić, ponieważ w każdym przypadku choroba wiąże się z tym, że niektóre części mózgu są dotknięte bardziej wyraźnie niż inne.
Najbardziej wrażliwą częścią mózgu w HD jest prążkowie. Prążkowie to stosunkowo mała struktura, głęboko pod pomarszczoną zewnętrzną częścią mózgu, zwaną korą.
W przebiegu HD komórki zarówno w prążkowiu, jak i korze kurczą się, przestają prawidłowo funkcjonować i ostatecznie obumierają. Kolejne badania, obejmujące setki ochotników, wykazały, że prążkowie jest pierwszym miejscem w mózgu, które kurczy się u osób z mutacją HD.
Połączenia w mózgu
Pod wieloma względami mózg jest wyjątkowy w porównaniu z innymi organami w twoim ciele. Jednym ze sposobów, w jaki mózg jest wyjątkowy, jest to, że komórki, które pomagają nam myśleć, zwane
Połączenia w mózgu nie są przypadkowe: określone części mózgu wiedzą, że ich zadaniem jest komunikacja ze sobą. Chcesz na przykład upewnić się, że nerw wzrokowy wychodzący z tylnej części oka jest prawidłowo połączony z częścią kory odpowiedzialną za widzenie.
W ten sposób prążkowie i kora są bardzo ściśle połączone – w rzeczywistości kora wysyła może miliardy połączeń do prążkowia. Co ciekawe, połączenia nie przebiegają w obu kierunkach – prążkowie wysyła swoje połączenia gdzie indziej w mózgu.
Bycie połączonym ze sobą to nie tylko sposób, w jaki neurony komunikują się ze sobą, to także sposób, w jaki pozostają przy życiu. Od wielu lat naukowcy wiedzą, że neurony pozbawione połączeń z innymi neuronami faktycznie umierają!
„Czy leczenie samego prążkowia wystarczy? Odpowiedź, w oparciu o najlepsze dostępne dane, brzmi „prawdopodobnie nie”.”
Rodzi to interesujące pytania w HD. Biorąc pod uwagę, że zarówno kora, jak i prążkowie wydają się kurczyć w HD, która tkanka jest odpowiedzialna za jakie konkretne objawy HD? Czy utrata prążkowia (głębokiej części obwodu) prowadzi do utraty kory, czy na odwrót?
Mysie sztuczki
Na te pytania nie można odpowiedzieć u ludzi, ale możemy użyć myszy, aby spróbować dotrzeć do sedna tego, co dzieje się w mózgu w chorobie Huntingtona. Zespół naukowców pod kierownictwem Williama Yanga z UCLA wykorzystał specjalny rodzaj myszy HD, aby spróbować zrozumieć te kwestie.
Myszy używane przez Williama zostały genetycznie zmodyfikowane, aby mieć zmutowany gen HD (chociaż normalne myszy nigdy nie chorują na HD). Zespół Yanga dał tym myszom specjalną genetyczną osobliwość – ich zmutowany gen HD może być wyłączony w określonych częściach mózgu, wybranych przez naukowców hodujących myszy.
Daje nam to możliwość porównania trzech różnych myszy HD: 'zwykłych’ myszy HD, ze zmutowanym genem aktywnym w całym mózgu; myszy HD bez zmutowanego genu HD w prążkowiu; i myszy HD bez zmutowanego genu HD w korze. Porównując te grupy, możemy próbować zrozumieć, który region mózgu jest najważniejszy dla wywoływania objawów HD, przynajmniej w tym modelu mysim.
Wyniki
Grupa Yanga wykorzystała szereg testów laboratoryjnych do pomiaru zachowania myszy, o których już wiadomo, że zmieniają się u myszy HD. W tych testach myszy HD wypadły gorzej niż normalne myszy, zgodnie z oczekiwaniami.
Biorąc pod uwagę fakt, że prążkowie jest najbardziej dotkniętą częścią mózgu u pacjentów z HD, moglibyśmy oczekiwać, że pozbycie się zmutowanego genu HD w tym miejscu przyniesie myszom największe korzyści. Usunięcie zmutowanego genu HD w prążkowiu doprowadziło do pewnej poprawy zachowania myszy HD, choć liczby były trochę za niskie, aby mieć pewność.
Co zaskakujące, myszy pozbawione zmutowanego genu HD w korze (która jest dotknięta później u ludzi) wydawały się radzić sobie lepiej niż myszy HD pozbawione genu HD w prążkowiu – sugerując, że kora jest naprawdę ważna w HD.
Podobną tendencję zaobserwowano, gdy zespół przyjrzał się zmianom w fizycznej strukturze mózgu, co ponownie ujawniło, że myszy HD bez zmutowanego genu HD w korze wyglądały lepiej niż myszy HD bez zmutowanego genu HD w prążkowiu.
W końcu zespół Yanga zauważył, że aby całkowicie zapobiec objawom HD, konieczne było wyłączenie genu zarówno w korze, jak i prążkowiu.
Implikacje
To badanie sugeruje, że zmutowane białko choroby Huntingtona powoduje problemy zarówno w korze, jak i prążkowiu – i że oba regiony są ważne.
Wszelkie terapie ukierunkowane tylko na prążkowie mogą mieć ograniczoną skuteczność, biorąc pod uwagę pozostałe problemy w innych częściach mózgu. To pytanie nie jest tylko akademickie – niektóre proponowane terapie HD, w tym niektóre formy terapii genowej i wymiany komórek macierzystych, prawdopodobnie będą ukierunkowane tylko na prążkowie.
Ta praca opiera się na genetycznych sztuczkach, które nie są możliwe u ludzi, więc nie wskazuje bezpośrednio na terapię dla ludzi. Ale wykorzystuje te sztuczki, aby odkryć odpowiedź na pytanie, o które naukowcy HD spierali się od dawna: „czy leczenie samego prążkowia wystarczy?” Odpowiedź, w oparciu o najlepsze dostępne dane, brzmi „prawdopodobnie nie”.
Dlaczego więc jesteśmy podekscytowani tą nową pracą? Ponieważ wolimy uczyć się tych lekcji na myszach i wykorzystywać je do projektowania najlepszych możliwych badań u ludzi z HD. Ta praca jest ważnym elementem układanki i miejmy nadzieję, że pomoże nam zaprojektować najlepsze możliwe badania kliniczne w przyszłości.
Dowiedz się więcej
Więcej informacji o naszej polityce ujawniania informacji znajdziesz w naszym FAQ…
