Открытие уникальных клеток мозга проливает свет на рассеянный склероз

Ученые выявили необычный тип клеток мозга, который может играть важную роль в прогрессирующем рассеянном склерозе (РС), вероятно, способствуя постоянному воспалению, характерному для этого заболевания.

Открытие, о котором сообщается в журнале Neuron, является значительным шагом на пути к пониманию сложных механизмов, лежащих в основе этого заболевания, и открывает многообещающее новое направление для исследований в области более эффективных методов лечения этого изнурительного заболевания.

Рассеянный склероз (РС) — хроническое заболевание, при котором иммунная система ошибочно атакует головной и спинной мозг, нарушая взаимодействие между мозгом и организмом. Хотя у многих людей первоначально наблюдаются рецидивы и ремиссии, у значительной части пациентов РС переходит в прогрессирующую фазу, характеризующуюся неуклонным снижением неврологических функций и ограниченными возможностями лечения.

Чтобы смоделировать происходящее при этом заболевании, исследователи из Кембриджского университета (Великобритания) и Национального института старения (США) взяли клетки кожи у пациентов с прогрессирующим рассеянным склерозом и перепрограммировали их в индуцированные нейральные стволовые клетки (iNSC) — незрелый тип клеток, способных делиться и дифференцироваться в различные типы клеток мозга.

Используя этот подход «болезнь в пробирке», группа наблюдала, что часть культивируемых клеток мозга каким-то образом возвращалась на более раннюю стадию развития, превращаясь в необычный тип клеток, известный как радиальные глиоподобные клетки (РГ-подобные клетки). Примечательно, что эти клетки были высокоспецифичны и встречались примерно в шесть раз чаще в линиях интактных нефротоксических стволовых клеток (ИНСК), полученных от пациентов с прогрессирующим рассеянным склерозом, по сравнению с контрольной группой. В результате они были обозначены как РГ-подобные клетки, ассоциированные с заболеванием (DARG).

Эти DARG обладают характерными чертами клеток, специализирующихся на радиальной глии, которые служат каркасом в процессе развития мозга и обладают способностью дифференцироваться в различные типы нервных клеток. По сути, они выполняют одновременно функцию структурной поддержки и фундаментальных строительных блоков, что делает их критически важными для правильного развития мозга. Неожиданно оказалось, что DARG не только возвращаются в «детское» состояние, но и демонстрируют характерные признаки преждевременного старения, или сенесценции.

Эти недавно идентифицированные DARG обладают характерным эпигенетическим профилем — паттернами химических модификаций, регулирующих активность генов, — хотя факторы, влияющие на этот эпигенетический ландшафт, остаются неясными. Эти модификации способствуют усилению реакции на интерфероны — «сигналы тревоги» иммунной системы, что может помочь объяснить высокий уровень воспаления, наблюдаемый при рассеянном склерозе.

Прогрессирующий рассеянный склероз — поистине разрушительное заболевание, и эффективные методы лечения до сих пор не найдены. Наше исследование выявило ранее не изученный клеточный механизм, который, по-видимому, играет центральную роль в хроническом воспалении и нейродегенерации, обуславливающих прогрессирующую фазу заболевания.

«По сути, мы обнаружили глиальные клетки, которые не просто работают со сбоями, но и активно распространяют повреждения. Они вырабатывают воспалительные сигналы, которые заставляют соседние клетки мозга преждевременно стареть, создавая токсичную среду, ускоряющую нейродегенерацию», - говорит соавтор исследования профессор Стефано Плучино из Кембриджского университета. 

Группа подтвердила свои выводы, сравнив их с данными, полученными у людей с прогрессирующим рассеянным склерозом. Анализируя паттерны экспрессии генов на уровне отдельных клеток, включая новые данные, исследующие пространственный контекст РНК в посмертной мозговой ткани больных рассеянным склерозом, они подтвердили, что DARG локализуются в хронически активных очагах – областях мозга, которые подвергаются наиболее значительному повреждению. Важно отметить, что DARG были обнаружены вблизи воспалительных иммунных клеток, что подтверждает их роль в организации разрушительной воспалительной среды, характерной для прогрессирующего рассеянного склероза.

Выделив и изучая эти болезнетворные клетки in vitro , исследователи стремятся изучить их сложные взаимодействия с другими типами клеток мозга, такими как нейроны и иммунные клетки. Этот подход поможет объяснить межклеточные взаимодействия, способствующие прогрессированию заболевания при рассеянном склерозе, и позволит глубже понять основные патогенетические механизмы.

Александра Никейс, соавтор исследования из отделения клинической нейронауки Кембриджа, добавила: «Сейчас мы работаем над изучением молекулярных механизмов, лежащих в основе DARG, и тестируем потенциальные методы лечения. Наша цель — разработать методы лечения, которые либо исправят дисфункцию DARG, либо полностью её устранят».

«Если мы добьемся успеха, это может привести к появлению первых по-настоящему модифицирующих течение заболевания методов лечения прогрессирующего рассеянного склероза, что даст надежду тысячам людей, живущих с этим изнурительным заболеванием».

На сегодняшний день DARG были обнаружены лишь при нескольких заболеваниях, таких как глиобластома и церебральные каверномы – скопления аномальных кровеносных сосудов. Однако это может быть связано с тем, что до сих пор учёным не хватало инструментов для их обнаружения. Профессор Плучино и его коллеги полагают, что их подход, вероятно, позволит выявить важную роль DARG в других формах нейродегенерации.