Исследователь Эшли Брандебура из Университета Вирджинии и ее команда нашли способ повысить уровень белка в мозге мышей с синдромом Дауна, который, как она надеется, можно будет применить в лечении людей.
Эшли Брандебура, исследователь и доцент кафедры нейробиологии, обнаружила потенциальный способ восстановления нормального уровня белка плейотрофина (PTN) в мозге у мышей с синдромом Дауна.
Уровень PTN падает ниже уровня, необходимого для нормального функционирования мозга при синдроме Дауна, и Брандебура выразила надежду, что открытие, сделанное ею и её командой, может привести к будущим достижениям в лечении как синдрома Дауна, так и других нейродегенеративных заболеваний у людей.
Брандебура отметила, что примерно у 80 процентов пациентов с синдромом Дауна во взрослом возрасте разовьется болезнь Альцгеймера, и сказала, что она надеется, что использование открытого ее командой метода восстановления PTN может улучшить эти прогнозы для пациентов с синдромом Дауна.
Исследования Брандэбуры начались в 2019 году, когда она начала постдокторскую стажировку в Институте биологических исследований Солка в Сан-Диего — некоммерческой исследовательской организации, которая занимается исследованиями в таких областях, как старение, рак, диабет и нейробиология. Там Брандэбура работала под руководством ведущего исследователя и нейробиолога Николы Аллен, а в июле была принята на работу в университет для работы в собственной лаборатории — лаборатории Брандэбуры .
«Моя лаборатория здесь, в Университете Вирджинии, сосредоточена на поиске способов замедлить прогрессирование болезни Альцгеймера, чтобы обеспечить [пациентам с синдромом Дауна] более долгую и здоровую жизнь», — сказала Брандэбура.
Брандэбура начала работать в университете в июле и заявила, что примерно у 80 процентов пациентов с синдромом Дауна во взрослом возрасте разовьется болезнь Альцгеймера.
Синдром Дауна — это состояние, при котором человек является носителем частично или полностью дополнительной копии 21-й хромосомы. Этот дополнительный генетический материал проявляется в таких физических особенностях, как низкий мышечный тонус, низкий рост и слегка косой разрез глаз. Однако это состояние также приводит к интеллектуальным нарушениям, включая снижение концентрации внимания и трудности с выражением вербальной речи. В США один из 775 младенцев рождается с синдромом Дауна, и причина хромосомной аномалии, обусловливающей это состояние, в настоящее время неизвестна.
Брандебура отметила, что PTN необходим мозгу для стимуляции роста нейронов. Поскольку этот белок подавлен у людей с синдромом Дауна, их нейроны имеют более короткие отростки для получения сигналов от других частей тела, что замедляет скорость выполнения мозгом таких действий, как речь или мышечный рефлекс. Кроме того, она объяснила, что причина подавления PTN у людей с синдромом Дауна заключается в дисфункции астроцитов – клеток, ответственных за секрецию этого белка.
Брандебура отметила, что дисфункция астроцитов приводит к дефициту многих белков в мозге людей с синдромом Дауна. Однако она отметила, что команда решила сосредоточиться именно на поиске способа оценки PTN, а не других белков, поскольку он входит в десятку наиболее часто поражаемых при синдроме Дауна белков, а значит, поиск лечения для него может значительно облегчить симптомы у пациентов с синдромом Дауна.
«[PTN] имел массивную [репрессию] в этих астроцитах с синдромом Дауна», — сказала Брандебура. «Поэтому мы решили, что это хороший кандидат для… исследования идеи о том, что мы можем воздействовать на астроциты и изменять [уровень] их секретируемого белка».
Брандебура рассказала, что её исследовательская группа пришла к своим выводам, используя технологию аденоассоциированного вируса для введения PTN подопытным мышам и наблюдения за эффектами. Технология AAV использует вирус в качестве агента для доставки необходимого белка или гена в какую-либо часть организма. Брандебура отметила, что в рамках их исследования технология AAV работала путём удаления «вредного» вируса и замены его PTN для доставки в мозг мышей.
Мышам вводили PTN через AAV, начиная с двухмесячного возраста, поскольку нейрональные проявления синдрома Дауна уже присутствовали на этом этапе жизни мыши. Она отметила, что эксперимент прошёл успешно: у мышей, получавших PTN, симптомы синдрома Дауна обратились вспять.
«Введение плейотрофина мышам с синдромом Дауна в возрасте от двух до четырех месяцев приводит к нормальному росту и разветвлению нейронов», — сказала Брандэбура.
Брандебура отметила, что исторически многие обнадеживающие результаты исследований синдрома Дауна, полученные на мышах, оказались неэффективными для человека. Это связано с тем, что симптомы синдрома Дауна проявляются у людей ещё на стадии плода — на более ранней стадии развития, чем у мышей, — что часто приводит к тому, что уже слишком поздно вмешаться и обратить вспять последствия после рождения ребёнка.
Однако Брандебура заявила, что она возлагает надежды на открытие своей исследовательской группы, поскольку они вводили PTN уже взрослым мышам и все равно могли наблюдать обратимость.
«Это вселяет в нас большую надежду, что в будущем — как только мы узнаем больше об этом механизме — возможно, это дойдет до клинических испытаний и окажет реальное влияние на человеческую популяцию», — заключила Брандэбура.
Эшли Брандебура, исследователь и доцент кафедры нейробиологии, обнаружила потенциальный способ восстановления нормального уровня белка плейотрофина (PTN) в мозге у мышей с синдромом Дауна.
Уровень PTN падает ниже уровня, необходимого для нормального функционирования мозга при синдроме Дауна, и Брандебура выразила надежду, что открытие, сделанное ею и её командой, может привести к будущим достижениям в лечении как синдрома Дауна, так и других нейродегенеративных заболеваний у людей.
Брандебура отметила, что примерно у 80 процентов пациентов с синдромом Дауна во взрослом возрасте разовьется болезнь Альцгеймера, и сказала, что она надеется, что использование открытого ее командой метода восстановления PTN может улучшить эти прогнозы для пациентов с синдромом Дауна.
Исследования Брандэбуры начались в 2019 году, когда она начала постдокторскую стажировку в Институте биологических исследований Солка в Сан-Диего — некоммерческой исследовательской организации, которая занимается исследованиями в таких областях, как старение, рак, диабет и нейробиология. Там Брандэбура работала под руководством ведущего исследователя и нейробиолога Николы Аллен, а в июле была принята на работу в университет для работы в собственной лаборатории — лаборатории Брандэбуры .
«Моя лаборатория здесь, в Университете Вирджинии, сосредоточена на поиске способов замедлить прогрессирование болезни Альцгеймера, чтобы обеспечить [пациентам с синдромом Дауна] более долгую и здоровую жизнь», — сказала Брандэбура.
Брандэбура начала работать в университете в июле и заявила, что примерно у 80 процентов пациентов с синдромом Дауна во взрослом возрасте разовьется болезнь Альцгеймера.
Синдром Дауна — это состояние, при котором человек является носителем частично или полностью дополнительной копии 21-й хромосомы. Этот дополнительный генетический материал проявляется в таких физических особенностях, как низкий мышечный тонус, низкий рост и слегка косой разрез глаз. Однако это состояние также приводит к интеллектуальным нарушениям, включая снижение концентрации внимания и трудности с выражением вербальной речи. В США один из 775 младенцев рождается с синдромом Дауна, и причина хромосомной аномалии, обусловливающей это состояние, в настоящее время неизвестна.
Брандебура отметила, что PTN необходим мозгу для стимуляции роста нейронов. Поскольку этот белок подавлен у людей с синдромом Дауна, их нейроны имеют более короткие отростки для получения сигналов от других частей тела, что замедляет скорость выполнения мозгом таких действий, как речь или мышечный рефлекс. Кроме того, она объяснила, что причина подавления PTN у людей с синдромом Дауна заключается в дисфункции астроцитов – клеток, ответственных за секрецию этого белка.
Брандебура отметила, что дисфункция астроцитов приводит к дефициту многих белков в мозге людей с синдромом Дауна. Однако она отметила, что команда решила сосредоточиться именно на поиске способа оценки PTN, а не других белков, поскольку он входит в десятку наиболее часто поражаемых при синдроме Дауна белков, а значит, поиск лечения для него может значительно облегчить симптомы у пациентов с синдромом Дауна.
«[PTN] имел массивную [репрессию] в этих астроцитах с синдромом Дауна», — сказала Брандебура. «Поэтому мы решили, что это хороший кандидат для… исследования идеи о том, что мы можем воздействовать на астроциты и изменять [уровень] их секретируемого белка».
Брандебура рассказала, что её исследовательская группа пришла к своим выводам, используя технологию аденоассоциированного вируса для введения PTN подопытным мышам и наблюдения за эффектами. Технология AAV использует вирус в качестве агента для доставки необходимого белка или гена в какую-либо часть организма. Брандебура отметила, что в рамках их исследования технология AAV работала путём удаления «вредного» вируса и замены его PTN для доставки в мозг мышей.
Мышам вводили PTN через AAV, начиная с двухмесячного возраста, поскольку нейрональные проявления синдрома Дауна уже присутствовали на этом этапе жизни мыши. Она отметила, что эксперимент прошёл успешно: у мышей, получавших PTN, симптомы синдрома Дауна обратились вспять.
«Введение плейотрофина мышам с синдромом Дауна в возрасте от двух до четырех месяцев приводит к нормальному росту и разветвлению нейронов», — сказала Брандэбура.
Брандебура отметила, что исторически многие обнадеживающие результаты исследований синдрома Дауна, полученные на мышах, оказались неэффективными для человека. Это связано с тем, что симптомы синдрома Дауна проявляются у людей ещё на стадии плода — на более ранней стадии развития, чем у мышей, — что часто приводит к тому, что уже слишком поздно вмешаться и обратить вспять последствия после рождения ребёнка.
Однако Брандебура заявила, что она возлагает надежды на открытие своей исследовательской группы, поскольку они вводили PTN уже взрослым мышам и все равно могли наблюдать обратимость.
«Это вселяет в нас большую надежду, что в будущем — как только мы узнаем больше об этом механизме — возможно, это дойдет до клинических испытаний и окажет реальное влияние на человеческую популяцию», — заключила Брандэбура.
