О том, что клетки глии играют намного большую роль, чем считалось ранее, в нейробиологии говорят уже много лет. В прошлом году даже вышла статья наших соотечественников Алексея Семьянова и Алексея Верхратского, которая призывает исследователей отказаться от нейроноцентричности в своих исследованиях и перейти к парадигме «активной среды» (в 2022 году вышла еще одна статья, перевод которой мы опубликуем в ближайшее время). «Усиливается» роль глиальных клеток и в современном понимании многих патологий нервной системы. Две новых статьи исследователей из Института Фрэнсиса Крика, опубликованных в Brain и Genome Research, показывают важную роль астроцитов в страшном заболевании, которое именуется по-разному: болезнь Шарко, болезнь Лу Герига, болезнь моторных нейронов, боковой амиотрофический склероз (БАС).
В первой статье, опубликованной в в декабре в журнале Genome Research, исследователи проанализировали все существующие общедоступные наборы данных по астроцитам в БАС, охватывающие как человеческие, так и мышиные модели. Метаанализ всех данных показал, что при БАС астроциты становятся провоспалительными, что токсично для соседних моторных нейронов.
Также было обнаружено, что астроциты при БАС теряют важные регуляторные функции в передаче нервного импельса, в частности способность поглощать нейромедиатор глутамат в трехчастных синапсах. Это в итоге приводит к накоплению глутамата, который повреждает двигательные нейроны.
Оливер Зифф, ведущий научный сотрудник и клинический сотрудник Лаборатории стволовых клеток и нейродегенерации человека Крика, сказал: «Наша работа предполагает, что лечение БАС должно будет уменьшить или обратить вспять эти разрушительные изменения в астроцитах. Эти клетки не просто невинные свидетели происходящего, но и активно способствуют прогрессированию заболевания».
Январская же статья в Brain показывает, что астроциты с различными генетическими мутациями, вызывающими БАС (это заболевание иногда – но далеко не всегда – имеет генетическую природу), также демонстрируют различные молекулярные паттерны. Это говорит о том, что во время БАС астроциты приобретают мутационно-зависимые изменения.
В рамках своего исследования команда изучила влияние различных мутаций, связанных с БАС на астроциты. Они заметили, что в отсутствие каких-либо соседних иммунных клеток, таких как микроглия, самого наличия этих мутаций было достаточно, чтобы вызвать патологические изменения в астроцитах.
Характер этих изменений зависел от наличия конкретных мутаций, что позволяет предположить, что астроцитарная патология при БАС может проявляться по-разному у разных пациентов.
Однако исследование также показало, что некоторые из этих изменений похожи, что может объяснить, почему при заболевании астроциты обладают схожими характеристиками, не защищая двигательные нейроны от дегенерации и усиления воспаления, которое, в свою очередь, приводит к заболеванию.
Доаа Таха, руководитель исследования, соавтор первой статьи, сотрудник Лаборатории стволовых клеток и нейродегенерации человека Крика, комментирует: «Природа и разнообразие трансформации астроцитов между мутациями БАС были недостаточно хорошо известны. Понимание того, что мы узнали о различных способах проявления этого изменения на ранних стадиях заболевания, может стать полезной отправной точкой в усилиях по обращению вспять трансформации клеток».
Бен Кларк, соавтор обеих статей и постдок в Лаборатории стволовых клеток и нейродегенерации человека, говорит: «Сейчас мы работаем над тем, чтобы понять биологию различных молекулярных структур, которые мы наблюдаем, и то, чем они похожи. Понимание ранних изменений астроцитов при БАС может предоставить нам новые терапевтические цели».
Текст: Алексей Паевский
“Meta-analysis of human and mouse ALS astrocytes reveals multi-omic signatures of inflammatory reactive states” by Oliver Ziff et al. Genome Research
“Astrocytes display cell autonomous and diverse early reactive states in familial amyotrophic lateral sclerosis” by Doaa Taha et al. Brain
