Ученые определили вспомогательную роль белка BDNF в болезни Кеннеди

Когда мы открываем компьютеры для удаленного соединения друг с другом, моторные нейроны в нашем спинном мозге открывают синаптические пути для физического соединения с нашими мышцами. Мы редко думаем об этих электрических сигналах, проходящих туда и обратно между компьютерами или нашими нейронами и мышцами, пока эти сигналы не теряются.

Болезнь Кеннеди, нервно-мышечное дегенеративное заболевание, поражает 1 из 40 000 мужчин ежегодно. С тех пор, как он был идентифицирован в 1960-х годах, был достигнут незначительный прогресс в понимании его биологической основы, но одним из многообещающих примеров может быть семейство белков, известных как нейротрофические факторы .

Ученые МГУ Синтия Джордан, профессор программы нейробиологии Колледжа естественных наук, и Кэтрин Халиевски, бывший доктор философии. студент лаборатории Джордана и ведущий автор опубликовал в Journal of Physiology сравнительное исследование, описывающее ключевую роль одного из этих белков в болезни Кеннеди: нейротрофического фактора мозга (BDNF).

«Ходили истории о том, что нейротрофические факторы могут замедлять нейродегенеративные заболевания , но они не помогли понять, как они замедляют развитие болезни», – пояснил Джордан. «Где эта статья и работа Кэтрин стоят отдельно, так это в использовании классических методов нейробиологии, чтобы понять, как BDNF улучшает нервно-мышечную функцию на клеточном уровне».

Моторные нейроны – это клетки, которые передают сигналы от мозга к каждой мышце тела – быстро сокращающиеся мышцы, которые выполняют быстрые, сильные движения, такие как прыжки, и медленно сокращающиеся мышцы, которые выдерживают длительные сокращения, например стояние. На каждом этапе пути – от нейрона, вдоль синаптического пути до мышцы – BDNF поддерживает процесс, давая нейронам и мышцам то, что им нужно для соединения, выживания и процветания.

Предыдущие исследования в лаборатории Джордана сообщили исследователям о решающей роли BDNF в поддержке путей, пораженных во время болезни Кеннеди, а образцы мышц мышей с этим заболеванием показали резкую потерю BDNF.

«Учитывая, что у нас была потеря BDNF, можем ли мы заменить его и помочь замедлить прогрессирование болезни Кеннеди?» – спросил Халиевски, который следующие два года провел следующие два года, создавая модели трансгенных мышей, которые продуцировали дополнительный мышечный BDNF, были носителями болезни Кеннеди и были самцами. Это был героический подвиг, учитывая, что вероятность была только 1 из 16 для каждого поколения.

После того, как модели были готовы, первая основная фаза исследования заключалась в наблюдении за их двигательным поведением по мере прогрессирования болезни.

«Первый эксперимент сделает или разрушит остальное исследование», – сказал Халиевский. «Мы были счастливы обнаружить, что увеличение BDNF в мышечных клетках замедляет прогрессирование заболевания в два раза по сравнению с животными без дополнительных BDNF, и это момент, когда мы можем сказать, что у нас есть феномен – мышечный BDNF что-то делает».

Затем Халиевский увеличил масштаб соединения между двигательным нейроном и мышцей. Она записала изменения электрических сигналов у больных мышей с повышенным уровнем BDNF с помощью электрофизиологических методов, что является показателем того, как белок улучшает функцию на клеточном уровне.

«Мы использовали тонкие стеклянные электроды, чтобы буквально слушать, как работают моторные нейроны и мышцы после воздействия BDNF во время болезни», – пояснил Джордан. «Никто никогда не делал этого раньше».

Они обнаружили, что BDNF улучшает функцию медленных и быстро сокращающихся мышц в разных точках пути. Для медленно сокращающихся мышц связь между двигательным нейроном и мышцами была улучшена с увеличением мышечного BDNF, открытие, которое совпало с улучшением двигательной функции.

«Но для быстро сокращающихся мышц BDNF не помог так же, – сказал Халиевски. «Это в основном улучшило их внутреннюю силу, а не связь».

Известно, что болезнь Кеннеди нарушает регуляцию ключевых генов, участвующих в нервно-мышечной передаче, включая факторы молекулярного роста, такие как BDNF. Анализ уровня экспрессии 13 различных генов как в медленно, так и в быстро сокращающихся мышцах подтвердил, что мышечный BDNF действует по разным механизмам для улучшения своей функции.

«Не все мышцы устроены одинаково – они выполняют разные функции», – сказал Джордан. «Было удивительно видеть, что BDNF по-разному борется с последствиями болезни в этих двух типах мышц».

Ученые надеются, что новое, механистическое понимание BDNF, которое они предоставили, улучшит терапию пациентов с болезнью Кеннеди.

«Учитывая наши результаты, которые показывают, что BDNF не может улучшить все, только отдельные функции в отдельных мышцах, потребуется коктейль из различных нейротрофических факторов для лечения различных аспектов заболевания, а BDNF является ключевым ингредиентом, который следует учитывать», – сказал Халиевски. «Конечная цель работы – передать наши результаты в клиники, чтобы они начали использовать нейротрофические факторы для лечения пациентов с болезнью Кеннеди» .

услуги нутрициологаАвтор сайта и статей: Наталья Степанова, нутрициолог-психолог, консультант по питанию и коррекции веса. Подробнее обо мне

Я в соц. сетях: Vk, Instagram.

Рейтинг
Еще статьи нутрициолога:
Adblock
detector