Отключение «звукового ежика» помогло мышам с синдромом Дауна
Исследователи университета Джонса Хопкинса и Национальных институтов здравоохранения США, работающие под руководством профессора Роджера Ривса (Roger Reeves), идентифицировали соединение, однократный прием которого сразу после рождения значительно улучшает способность к обучению и память мышиной модели синдрома Дауна.
Синдром Дауна – редкое генетическое заболевание, при котором в геноме человека содержится три копии 21-й хромосомы и, соответственно, по 3 копии более чем 300 локализованных на ней генов. Синдром Дауна проявляется умственной отсталостью, характерными чертами лица, снижением продолжительности жизни, а также, в части случаев, проблемами с сердцем и другими органами. Учитывая количество задействованных в заболевании генов, появление эффективных методов его лечения практически нереально.
В своем исследовании авторы использовали генетически модифицированных мышей, имеющих дополнительные копии 50% генов, локализующихся на 21-й хромосоме человека. Для животных были характерны многие характеристики заболевания, в том числе сравнительно маленький мозжечок (у людей с синдромом Дауна размер мозжечка составляет примерно 60% от нормы) и сложности с запоминанием и обучением.
Взяв за основу работы результаты более ранних экспериментов, посвященных изучению механизмов влияния синдрома Дауна на развитие мозга, авторы предприняли попытку стимулировать биохимический каскад, известный как запускающий рост и развитие головного мозга сигнальный механизм, опосредуемый белком sonic hedgehog («звуковой ежик» – ген этого белка назван в честь героя одноименной компьютерной игры). Для этого они однократно ввели новорожденным мышам соединение, являющееся агонистом этого белка. Этого было достаточно для формирования у животных полноценного мозжечка.
Мозжечок мышиной модели синдрома Дауна после терапии экспериментальным препаратом (слева),
без терапии (в центре) и мозжечок нормальной мыши (справа). Рисунок из статьи в Sci. Transl. Med.
Более того, при выполнении стандартных заданий, используемых для оценки способности мышей к запоминанию и обучению, таких как водный лабиринт, перенесшие терапию животные не уступали нормальным мышам.
По словам Ривса, для выяснения причин эффективности такого лечения необходимо проведение дополнительных исследований. Дело в том, что анализ клеток гиппокампа, считающихся ответственными за обучение и страдающих при синдроме Дауна, не выявил никаких изменений, предположительно вызываемых экспериментальной терапией. Согласно одной из гипотез, положительный эффект терапии обусловлен усилением взаимосвязи между мозжечком и гиппокампом.
Создание на основе экспериментального препарата лекарственного средства, пригодного для клинического применения, весьма проблематично, так как воздействие на исключительно важный биологический механизм чревато множеством нежелательных побочных реакций, в том числе повышением риска развития рака. Однако результаты исследования могут лечь в основу более избирательно действующей терапии. С другой стороны, очевидно, что и такая терапия не сможет обеспечить полного излечения этого исключительно сложного заболевания.
Статья Ishita Das et al. Hedgehog Agonist Therapy Corrects Structural and Cognitive Deficits in a Down Syndrome Mouse Model опубликована в журнале Science Translational Medicine.
Евгения Рябцева
Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru по материалам Johns Hopkins Medicine:
Experimental Compound Reverses Down Syndrome-Like Learning Deficits in Mice.
05.09.2013