Процессу, лежащему в основе бокового амиотрофического склероза (БАС, болезни Лу Герига, болезни Шарко), смертельного нейродегенеративного заболевания, парализующего свои жертвы, долго удавалось ускользать от ученых. Исследователи даже не были уверены в том, что все формы БАС обусловлены единым патологическим процессом. Без четкого понимания этиологии и патогенеза невозможно было разработать эффективные лечебные препараты.

Но новое исследование, проведенное учеными Северо-западного университета (Northwestern University), США, впервые определило общую причину всех форм БАС.

Основа заболевания – разрушение системы рециклинга, или рециркуляции, белков в нейронах спинного и головного мозга. Оптимальное функционирование нейронов зависит от эффективного клеточного рециклинга белковых строительных блоков. При боковом амиотрофическом склерозе эта система разрушена, клетка теряет способность к восстановлению и получает тяжелейшие повреждения.

Исследование ученых Школы медицины Файнберга (Feinberg School of Medicine) Северо-западного университета, опубликованное в журнале Nature, называет общую мишень для лекарственной терапии и показывает, что все типы бокового амиотрофического склероза фактически являются притоками, вливающимися в единую реку клеточной несостоятельности, или, говоря медицинским языком, функциональной недостаточности.

«Это открывает целую новую область для поисков эффективного лечения бокового амиотрофического склероза», – говорит старший автор исследования доктор медицины Типу Сиддик (Teepu Siddique), профессор кафедры неврологии и клинических нейронаук (Department of Neurology and Clinical Neurosciences) Школы медицины Файнберга, невролог Северо-западного мемориального госпиталя (Northwestern Memorial Hospital). «Теперь мы можем приступить к испытаниям препаратов, способных регулировать этот белковый путь или оптимизировать его таким образом, чтобы он функционировал так, как это должно быть в нормальном состоянии».

Срыв в белковой рециркуляции может играть значительную роль в развитии и других нейродегенеративных заболеваний, в частности, деменций. К ним относятся болезнь Альцгеймера и лобно-височная деменция, а также болезнь Паркинсона. Для всех этих заболеваний характерна агрегация белков. Удаление поврежденных или неправильно свернутых белков имеет решающее значение для оптимального функционирования клеток.

Такой срыв наблюдается при всех трех формах бокового амиотрофического склероза: наследственной, называемой семейной; не наследуемой, или спорадической; и форме БАС, мишенью которой является головной мозг, так называемой БАС-деменции.

Ученые Школы медицины Файнберга обнаружили и новую генную мутацию, наблюдаемую как при семейной форме БАС, так и при БАС-деменции, что связывает эти две формы заболевания.

Профессор Типу Сиддик
(Teepu Siddique), MD
(Фото: fsmweb.northwestern.edu)

Профессор Сиддик ищет причины бокового амиотрофического склероза и лежащий в его основе механизм более четверти века. Объясняя причины своего обращения именно к этому заболеванию, он говорит: «Это было одной из самых сложной проблем в неврологии – болезнь без известной причины и без какого-либо лечения».

Усилиями профессора Сиддика в 1989 году было доказано, что к БАС применимы методы молекулярной генетики, а в 1991 году был описана связанная с ним область генома, что привело к открытию мутации фермента супероксиддисмутазы-1 (SOD1) и созданию первой генетической животной модели БАС (мыши G93A).

По всему миру боковым амиотрофическим склерозом страдает 350000 человек, включая детей и взрослых. Примерно 50 процентов пациентов умирает в течение трех лет от начала заболевания. При поражении моторных нейронов человек постепенно теряет мышечную силу и по мере прогрессирования паралича становится неспособным двигаться, говорить, глотать и дышать. При БАС-деменции поражаются лобная и височная доли головного мозга, что лишает больного способности понимать язык и решать даже самые простые когнитивные задачи, например, рационально организовать свой день или выбрать, что надеть.

«Этим тяжелейшим, уносящим жизни недугом люди заболевают в самом расцвете сил и на пике работоспособности», – говорит профессор Сиддик. «Пациенты с БАС-деменцией, еще более страшной болезнью, получают двойной удар».

Ученые из Школы медицины Файнберга нашли причину развития бокового амиотрофического склероза, изучая белок убиквилин-2 (ubiquilin2), чьей важнейшей функцией является рециклинг поврежденных или неправильно свернутых белков в моторных и корковых нейронах и их транспортировка к месту переработки.

Как оказалось, у пациентов с БАС убиквилин-2 не выполняет свою функцию. В результате поврежденные белки вместе с убиквилином-2 накапливаются в моторных нейронах спинного мозга и нейронах коры и гиппокампа. Именно эти белковые скопления, напоминающие перекрученные мотки пряжи – отличительный признак бокового амиотрофического склероза – и вызывают дегенерацию нейронов.

Ученые обнаружили мутации в убиквилине-2 и у пациентов с наследственной формой БАС и наследственной БАС-деменцией. Но характерные белковые скопления присутствуют в головном и спинном мозге при всех формах БАС и БАС-деменции, независимо от того, выявляются ли при этом генные мутации.

«Получены надежные доказательства того, что дефект в системе деградации белков приводит к развитию нейродегенеративных заболеваний», – говорит адъюнкт-профессор кафедры неврологии Школы Файнберга доктор медицины Хан-Сян Дэн (Han-Xiang Deng), ведущий автор статьи. «Аномалии в деградации белка уже рассматривались в качестве их причины, но до этого исследования прямых тому доказательств было мало».

Около 90 процентов случаев бокового амиотрофического склероза являются спорадическими, то есть, как считалось до этого исследования, возникают без какой-либо видимой причины. Остальные 10 процентов приходятся на семейную форму. На сегодняшний день около 30 процентов случаев классического наследственного БАС объясняются мутациями в 10 генах, некоторые из которых, включая SOD1 и ALSIN, были впервые описаны учеными Северо-западного университета.

Аннотация к статье

Mutations in UBQLN2 cause dominant X-linked juvenile and adult-onset ALS and ALS/dementia