Революційне дослідження виявило критичний шлях загибелі клітин мозку, спричинений надзвичайно рідкісною генетичною мутацією, яка призводить до нейродегенерації у дітей. Результати показують, що цей механізм, відомий як ферроптоз, може також відігравати значну роль у більш поширених нейродегенеративних захворюваннях, таких як хвороба Альцгеймера, хвороба Паркінсона та хвороба Хантінгтона.
Відкриття: Смертельна мутація в GPX4
Дослідники з Мюнхена імені Гельмгольца (Німеччина) зосередилися на спондилометафізарній дисплазії типу синдрому Седагатія (SSMD), генетичному розладі, вперше виявленому в 1980 році. Лише кілька десятків задокументованих випадків у всьому світі викликає серйозні аномалії мозку та скелетної частини мозку, що часто призводить до смерті в ранньому дитинстві. Секвенування геному показало, що мутації в гені GPX4 є центральними для цієї хвороби.
Чому це важливо? Фермент GPX4 діє як критичний захист від фероптозу, форми запрограмованої смерті клітин, спричиненої накопиченням заліза та окисним пошкодженням клітинних мембран. Коли фермент стає нефункціональним через мутацію, нейрони стають надзвичайно вразливими.
Як це працює: Broken Cell Shield
Дослідження, проведене на мишах і клітинах мозку, вирощених у лабораторії (органоїди), показало, що мутований фермент GPX4 втрачає здатність захищати клітинні мембрани. За словами клітинного біолога Маркуса Конрада, фермент схожий на «дошку для серфінгу», яка ковзає по клітинних мембранах, нейтралізуючи токсичні пероксиди ліпідів. Але коли він мутує, «плавник» відсутній, через що він не може виконувати свою захисну функцію.
Дослідники виявили, що блокування ферроптозу хімічними сполуками сповільнює загибель нейронів як у мишей, так і в клітинах, вирощених у лабораторії. Це свідчить про те, що ферроптоз є не просто побічним ефектом нейродегенерації, а рушійною силою, що стоїть за нею.
Наслідки для дослідження деменції
Традиційно дослідження деменції зосереджені на білкових відкладеннях (амілоїдних бляшках) у мозку. Однак це дослідження зміщує фокус на основне пошкодження клітинних мембран, яке запускає дегенеративний процес. Результати свідчать про те, що стабілізація клітинних мембран може бути життєздатною стратегією лікування деменції.
Дитяча деменція, хоча й рідко зустрічається, показує, як нейродегенерація може початися в ранньому віці. Геномні дослідження пов’язують його з більш ніж 100 рідкісними генетичними розладами. Вивчення цих трагічних випадків дає важливу інформацію про те, як відбувається нейродегенерація.
Довгий шлях до розуміння
Конрад підкреслює, що це відкриття зайняло майже 14 років досліджень, що підкреслює важливість довгострокового фінансування фундаментальної науки та міжнародного співробітництва. Дослідження підкреслює, що краще розуміння складних захворювань, таких як деменція, вимагає постійних зусиль.
На завершення це дослідження проливає світло на раніше невідомий механізм загибелі клітин мозку, відкриваючи новий напрямок для розуміння та потенційних методів лікування нейродегенеративних захворювань. Знання, отримані в результаті вивчення цієї рідкісної генетичної мутації, можуть мати далекосяжні наслідки для мільйонів людей, які живуть із деменцією та іншими неврологічними захворюваннями.
