Учёные из Washington University School of Medicine in St. Louis трансформировали клетки кожи от пациентов с болезнью Гентингтона в клетки головного мозга, заторнутые нарушениями. Возникающая в результате масса нейронов служит в качестве нового инструмента для изучения дегенеративных и фатальных нейрологических условий.

Корректировка таких генов с нарушенной функцией в таких репрограммированных нейронах предупреждает гибель клеток, которая характерна для болезни Гентингтона, вызывающей снижение познавательной способности и непроизвольные мышечные движения. Симптомы обычно появляются у мутантных людей, когда они достигают 30 - 50 лет и со временем ухудшаются. В среднем пациенты живут около 20 лет после начала симптомов.

"Теоретически, мы можем снижать прогрессирование болезни путем репрограммирования клеток кожи от пациентов в диапазоне возрастов, включая период до начала симптомов. И если имеются лекарства или соединения, которые могут помочь таким пациентам, то мы сможем тестировать их с помощью такой системы."

Болезнь Гентингтона и др. наследственные болезни головного мозга являются проблемными для изучения, поскольку трудно получить выборки нейронов от живых пациентов. Поэтому ученые нашли способ трансформировать клетки кожи в клетки головного мозга.

Клетки кожи легко получить от пациента и использовать один и тот же генетический blueprint -- и мутации, вызывающие болезнь -- как и в клетках головного мозга. Были сгенерированы нейроны, которые д. воспроизводить модель начала и прогрессирования болезни Гентингтона. Они достигли своей цели с помощью метода прямого превращения, который они разработали.

Метод позволяет клеткам кожи пропускать стадию стволовых клеток, когда они репрограммируются в нейроны. Пропуская стадию стволовых клеток, переводят онтогенетические часы на состояние, подобное эмбриональному, устраняя связанные с возрастом эффекты при данном нарушении. Но непосредственно репрограммированые нейроны сохраняют свой возраст, вместе с проблемами, ассоциированными с болезнью Гентингтона с началом у взрослых.

При прямом репрограммировании исследователи подвергали клетки кожи взрослых действию смеси сигнальных молекул, которые превращают клетки здоровой кожи в клетки, похожие на клетки головного мозга, наз. medium spiny нейроны, без промежуточных ступеней на этом пути. Этот сигнальный коктейль распаковывает ДНК, сворачивает инструкции для клеток кожи и разворачивает инструкции для нейронов. При этом методе возникающая в результате репрограммирования среда medium spiny нейронов сохраняет хронологический возраст пациента вместе с ассоциированными с возрастом симптомами, характерными для болезни.

Хотя др. типы нервных клеток затронуты, но medium spiny нейроны принимают на себя главный удар повреждений, вызываемых болезнью Гентингтона. Генетическая ошибка, вызывающая болезнь, заставляет ключевой белок, Huntingtin, принимать неправильную форму и не выполнять свою функцию соотв. образом. Как результат образуется неправильно функционирующий белок и за счет неизвестных событий в конечном итоге убивает клетки. Поскольку гибель нейронов может быть воспроизведена в репрограммированных нейронах пациентов, то это позволяет изучать в деталях терапевтический потенциал, включая лекарства, которые сегодня тестируются в клинических испытаниях -- которые д. защищать medium spiny нейроны от гибели.

В попытке выяснить детали, Yoo с коллегами идентифицировали др. важный белок, названный SP9, который , как известно, важен для нормальных medium spiny нейронов, но прежде не было известно, что он связан с болезнью Гентингтона. Исследователи установили, достоверно меньшие количества SP9 в трансформированных medium spiny нейронах от пациентов с болезнью Huntington's. Они осуществили эксперимент, в котором они возвращали SP9 в клетки больных и установили, что возвращение этого белка болезненным нейронам снижает гибель клеток до уровня, сходного со здоровыми контрольными клетками.