Рассеянный склероз (РС) – заболевание, затрагивающее около 2,3 миллиона человек по всему миру и часто приводящее к серьезным двигательным нарушениям. Новое исследование ученых из Калифорнийского университета в Риверсайде проливает свет на одну из ключевых причин ухудшения состояния пациентов – сбой в работе клеточных «электростанций» – митохондрий. Работа, опубликованная в журнале «Proceedings of the National Academy of Sciences», показывает, как энергетический голод в нейронах мозжечка приводит к потере координации и баланса.
В подавляющем большинстве случаев – примерно у 80% пациентов – рассеянный склероз сопровождается воспалением в мозжечке, отделе мозга, который отвечает за координацию движений и равновесие. Повреждение этой области вызывает тремор, шаткую походку и трудности с контролем мышц. Со временем эти симптомы усугубляются по мере гибели здоровых тканей. Ученые выявили, что этот процесс тесно связан с гибелью особого типа нейронов – клеток Пуркинье.
Рассеянный склероз характеризуется двумя основными процессами: хроническим воспалением и демиелинизацией – разрушением миелиновой оболочки, защитного слоя вокруг нервных волокон. Без этой изоляции электрические сигналы в мозге проходят с трудом, что и вызывает разнообразные неврологические симптомы. Однако исследование показывает, что не менее важную роль играют митохондрии, снабжающие клетки энергией. «Наше исследование предполагает, что воспаление и демиелинизация в мозжечке нарушают функцию митохондрий, способствуя повреждению нервов и потере клеток Пуркинье», – объясняет руководитель исследовательской группы, профессор Сима Тивари-Вудрафф.
Клетки Пуркинье – это крупные и чрезвычайно активные нейроны, которые играют центральную роль в координации плавных и точных движений, будь то ходьба, танцы или бросок мяча. Постепенная гибель этих клеток при РС приводит к развитию атаксии – состояния, характеризующегося плохой координацией и неустойчивостью. «При изучении мозговой ткани пациентов с РС мы обнаружили серьезные проблемы в этих нейронах: у них было меньше отростков, они теряли миелин, и у них были проблемы с митохондриями, что означало сбой в их энергоснабжении», – говорит Тивари-Вудрафф. Понимание причин их гибели может помочь в разработке методов лечения, направленных на сохранение подвижности пациентов.
Для детального изучения этих процессов ученые использовали мышиную модель, у которой развивается заболевание, схожее с рассеянным склерозом. Наблюдения показали, что на ранних стадиях болезни происходит разрушение миелина и сбой в работе митохондрий. «Оставшиеся нейроны работают хуже, потому что их митохондрии, производящие энергию, начинают отказывать, – отмечает Тивари-Вудрафф. – Похоже, именно потеря энергии в клетках мозга является ключевым фактором, вызывающим повреждения при РС». При этом массовая гибель самих клеток мозга происходит уже на более поздних, тяжелых стадиях заболевания.
Результаты исследования открывают новую терапевтическую мишень. Ученые полагают, что воздействие на митохондрии для поддержания их здоровья может стать перспективной стратегией для замедления или предотвращения неврологического упадка при рассеянном склерозе. Следующим шагом для команды станет изучение того, распространяется ли повреждение митохондрий на другие типы клеток мозжечка. Это поможет разработать методы, способные защитить мозг на ранних стадиях – например, путем повышения выработки энергии в клетках или стимуляции восстановления миелиновой оболочки.
