Цивилизация
Симптомы болезни Паркинсона – мышечная слабость, расстройство координации, тремор — результат того, что в мозге погибают нейроны определенной специализации. Они синтезируют и используют для передачи нервного сигнала нейромедиатор дофамин. Скопление этих нейронов находится в подкорковой области мозга — так называемом черном веществе (substantia nigra). По статистике, болезнь поражает более 1% населения старше 60 лет. Лечение паркинсонизма направлено на восстановление уровня дофамина в мозге, обычно для этого используют вещества — предшественники дофамина (L-DOPA).
Лекарства не решают проблему радикально – они только пополняют запасы дофамина, но не могут остановить прогрессирующую гибель нейронов.
Даже при постоянном приеме лекарств человека могут ждать паралич и смерть.
Альтернативный подход развивают ученые из Северо-Восточного университета в Бостоне. В предыдущем исследовании они нашли средство, которое может спасти нейроны от гибели. Это GDNF (glial cell line-derived neurotrophic factor), белок, названный так потому, что его выделяют глиальные клетки — другой тип клеток нервной ткани, которые создают основную массу мозга, питают нейроны и делают еще много чего полезного. Сложность использования GDNF для лечения состоит в том, что это достаточно большая белковая молекула, которая не проходит через гематоэнцефалический барьер (ГЭБ) — заслон между кровью и мозгом, не пускающий в мозг вредные вещества. Выход – вводить GDNF непосредственно в мозг.
Но можно проще — закапать в нос, поскольку эпителий полости носа — это «ворота в мозг» в обход ГЭБ барьера.
Ученые показали, что при таком способе введения GDNF работает. Они испытали его при болезни Паркинсона, смоделированной у крыс. В этой модели гибель дофаминэргических нейронов вызывается нейротоксином (6-OHDA) — в результате у крыс возникают те же симптомы, что и у больных людей. GDNF при закапывании в нос предохраняет нейроны крыс от деградации, и симптомы болезни значительно ослабевают. Лекарство помогает, но опять не навсегда. Чтобы поддерживать уровень GDNF, его надо вводить постоянно.
Развивая этот подход, Брендан Хармон и его коллеги из лаборатории Северо-Восточного университета предложили способ, при котором содержание вещества в мозге постоянно поддерживается на высоком уровне. О результатах своей работы ученые рассказали на конференции Experimental Biology 2013, которая проходит сейчас в Бостоне. Речь идет о генотерапии, когда дефицит какого-либо белка исправляют введением соответствующего гена, кодирующего этот белок. В данном случае биологи предложили вводить в мозг ген GDNF. Для доставки гена они использовали невирусный вектор (все стараются уйти от помощи вирусов из-за их потенциальной опасности). Это так называемые наночастицы Коперникуса, производимые компанией Copernicus Therapeutics, Inc. Наночастицы представляют собой плотно утрамбованные в клубочек молекулы ДНК, в которые вставлен нужный ген. Специалисты научились делать ДНК такой компактной, что размеры наночастиц меньше пор в мембране клеточного ядра. Благодаря этому они проникают в ядро и доставляют в него необходимый ген.
В эксперименте на крысах со смоделированной болезнью Паркинсона метод показал свою эффективность.
В нос крысам закапали раствор с ДНК-наночастицами, вместе с которыми в их мозг поступил ген GDNF.
Ген начал работать и повышать уровень GDNF в мозге, вещество оказало защитное действие на нейроны, и они устояли против нейротоксина. Поскольку введенный ген будет постоянно обеспечивать синтез белка, для лечения достаточно одного закапывания «генных капель».
Авторы считают, что созданный ими метод неинвазивной генотерапии можно будет использовать для эффективного лечения болезни Паркинсона, а возможно, и других заболеваний центральной нервной системы.