Группа исследователей из Германии обнаружила, каким образом крайне редкая генетическая мутация приводит к стремительной гибели нейронов у детей. Это открытие не только проливает свет на природу загадочного заболевания, но и даёт ключ к пониманию механизмов, лежащих в основе других тяжёлых болезней мозга, таких как болезнь Альцгеймера и Паркинсона.
В ходе экспериментов учёные изучили детей с диагнозом седагатианская спондилометафизарная дисплазия (Sedaghatian-type spondylometaphyseal dysplasia, SSMD). Это заболевание встречается настолько редко, что за всё время было зафиксировано лишь несколько десятков случаев по всему миру. Дети с SSMD страдают от тяжёлых нарушений развития мозга и скелета, а большинство пациентов умирает в младенчестве.
Генетическая ловушка
Исследование показало, что причиной болезни становятся мутации в гене, отвечающем за выработку фермента GPX4. Этот фермент играет роль своеобразного защитника клеточных мембран, предотвращая их разрушение под действием окислительного стресса. В норме GPX4 словно «скользит» по внутренней поверхности мембраны, нейтрализуя опасные соединения.
Однако при наличии мутации фермент теряет способность закрепляться на мембране. Учёные сравнили это с серфбордом без плавника: он не может держаться на волне и теряет устойчивость. В результате мембрана клетки становится уязвимой, и запускается процесс, известный как ферроптоз — особый вид гибели клеток, связанный с накоплением железа и повреждением липидов.
Эксперименты на клетках
Для подтверждения своих выводов специалисты использовали не только мышей, но и выращенные в лаборатории человеческие нейроны, полученные из клеток кожи пациентов с SSMD. В обоих случаях наблюдалась одинаковая картина: нейроны быстро погибали из-за неконтролируемого окисления мембран.
Примечательно, что блокировка ферроптоза с помощью специальных химических соединений позволила замедлить гибель клеток. Это открывает перспективы для поиска новых методов лечения не только SSMD, но и других нейродегенеративных заболеваний, где аналогичные механизмы могут играть ключевую роль.
Связь с деменцией
Авторы работы отмечают, что до сих пор основное внимание в изучении деменции уделялось белковым отложениям в мозге — так называемым амилоидным бляшкам. Однако новые данные указывают на то, что повреждение мембран и запуск ферроптоза могут быть не менее важными факторами развития болезни.
В последние годы всё больше исследований связывают ферроптоз с болезнью Альцгеймера. Анализ белков, экспрессируемых в поражённых нейронах, показал сходство с теми изменениями, которые наблюдаются при деменции. Это позволяет предположить, что открытый механизм может быть универсальным для целого ряда заболеваний мозга.
Редкое заболевание
Седагатианская спондилометафизарная дисплазия впервые была описана в 1980 году. С тех пор в медицинской литературе появилось лишь несколько десятков подтверждённых случаев. Болезнь проявляется тяжёлыми нарушениями развития скелета и мозга, а также ранней смертью.
Генетические исследования последних лет позволили установить, что причиной SSMD становятся мутации в гене GPX4. Этот фермент долгое время считался «стражем» нейронов, защищающим их от разрушения. Новое исследование впервые показало, как именно его дефект приводит к катастрофическим последствиям для мозга.
Новые горизонты
Работа немецких учёных открывает новые горизонты для понимания природы нейродегенерации. По словам руководителя исследования Маркуса Конрада (Marcus Conrad), на установление связи между структурой фермента и тяжёлым заболеванием ушло почти 14 лет. Учёный подчёркивает, что такие проекты требуют долгосрочного финансирования и сотрудничества специалистов из разных стран и областей науки.
Детская деменция — крайне редкое явление, но именно изучение подобных случаев позволяет глубже понять, как и почему разрушаются нейроны. Генетические исследования уже связали более сотни редких заболеваний с ранней потерей памяти и когнитивными нарушениями у детей.
Если Вы не знали, Helmholtz Munich — один из ведущих исследовательских центров Германии, специализирующийся на молекулярной медицине и биологии. Институт Метаболизма и Клеточной Смерти, которым руководит Маркус Конрад, занимается изучением механизмов гибели клеток и поиском новых подходов к лечению тяжёлых заболеваний. В последние годы команда учёных активно исследует роль фермента GPX4 и процессов ферроптоза в развитии нейродегенеративных болезней, что уже привело к ряду важных открытий.
