Паркинсон – неврологическое заболевание, которое бросает вызов современной медицине, стремительно распространяясь по всему миру. К 2050 году число людей, страдающих этим недугом, может достигнуть 25 миллионов. До сих пор врачи могли лишь облегчать симптомы, такие как тремор и ригидность, но остановить или замедлить прогрессирование болезни не удавалось.
Теперь же международная команда ученых совершила прорыв, разработав новаторскую технику визуализации. Впервые исследователям удалось напрямую увидеть и изучить белковые кластеры, которые, как считается, запускают развитие болезни Паркинсона. Это достижение меняет представление о ранней диагностике и поможет понять механизмы возникновения недуга в мозге.
Речь идет о микроскопических скоплениях белка, известных как олигомеры альфа-синуклеина. Долгое время они оставались неуловимыми в тканях человеческого мозга, хотя их и подозревали в роли «искры», запускающей болезнь. Открытие, сделанное специалистами из Кембриджского университета, Университетского колледжа Лондона (UCL), Института Фрэнсиса Крика и Политехнической школы Монреаля, сравнивают с возможностью «видеть звезды среди бела дня».
Их мощный метод визуализации позволяет не просто обнаружить, но и подсчитать, а затем сравнить эти белковые сгустки в образцах мозговой ткани человека. Результаты исследования, опубликованные в журнале Nature Biomedical Engineering, открывают новые перспективы для изучения Паркинсона, предлагая более глубокое понимание распространения болезни в нервной системе и прокладывая путь к ранней диагностике и целенаправленным методам лечения.
На протяжении более ста лет Паркинсон диагностировали по наличию крупных белковых отложений, известных как тельца Леви. Однако научное сообщество давно полагало, что куда более мелкие, ранние олигомеры могут быть истинной причиной повреждения клеток мозга. Эти наноразмерные структуры были недоступны для прямого наблюдения.
«Тельца Леви – это отличительный признак болезни Паркинсона, но они скорее указывают на то, где болезнь уже побывала, а не на то, где она находится сейчас, – объясняет профессор Стивен Ли из химического факультета Юсуфа Хамида Кембриджского университета, соруководитель исследования. – Если мы сможем наблюдать Паркинсон на самых ранних стадиях, это даст нам гораздо больше информации о том, как болезнь развивается в мозге и как мы можем ее лечить».
Для этого исследователи создали метод под названием ASA-PD (Advanced Sensing of Aggregates for Parkinson’s Disease). Эта сверхчувствительная техника флуоресцентной микроскопии позволяет обнаруживать и анализировать миллионы олигомеров в посмертных образцах мозга. Поскольку олигомеры чрезвычайно малы и дают слабый сигнал, ASA-PD усиливает его, одновременно уменьшая фоновый шум, позволяя впервые четко увидеть отдельные скопления альфа-синуклеина.
Соавтор исследования, доктор Ребекка Эндрюс, проводившая эту работу в лаборатории профессора Ли, подчеркивает: «Это первый случай, когда мы смогли напрямую изучить олигомеры в тканях человеческого мозга в таком масштабе. Это открывает новые горизонты в исследованиях болезни Паркинсона».
Сравнивая ткани мозга людей с Паркинсоном и здоровых людей того же возраста, ученые обнаружили олигомеры в обеих группах. Однако у пациентов с болезнью Паркинсона эти кластеры были крупнее, ярче и значительно многочисленнее. Такое различие указывает на тесную связь между ростом олигомеров и прогрессированием заболевания.
Команда также идентифицировала уникальный подтип олигомеров, обнаруженный только у пациентов с Паркинсоном. Эти специфические структуры могут представлять собой самые ранние признаки заболевания, потенциально проявляясь за годы до появления очевидных симптомов.
«Этот метод дает не просто моментальный снимок, – добавляет профессор Люсьен Вайс из Политехнической школы Монреаля, также соруководитель исследования. – Он предлагает целый атлас белковых изменений во всем мозге, и подобные технологии можно будет применять и к другим нейродегенеративным заболеваниям, таким как болезни Альцгеймера и Хантингтона». Он подчеркивает, что олигомеры были «иглой в стоге сена», но теперь, зная их локализацию, исследователи смогут более точно нацеливаться на конкретные типы клеток в определенных областях мозга.
Профессор Соня Ганди из Института Фрэнсиса Крика, также участвовавшая в работе, отмечает: «Единственный реальный способ понять, что происходит при человеческих заболеваниях, – это напрямую изучать человеческий мозг, но из-за его огромной сложности это очень непростая задача». Она выражает надежду, что преодоление этого технологического барьера позволит понять, почему, где и как образуются белковые кластеры, как это меняет мозговую среду и приводит к болезни.
Это новаторское исследование было поддержано фондами Aligning Science Across Parkinson’s (ASAP), Michael J. Fox Foundation и Советом по медицинским исследованиям (MRC), входящим в UK Research and Innovation (UKRI). Исследовательская группа выражает благодарность пациентам, их семьям и опекунам, чьи пожертвования мозговой ткани сделали возможными эти открытия, способствующие продвижению в понимании и потенциальном лечении болезни Паркинсона.
