Свет может помочь при болезни Паркинсона

Ученые из Франции рассказали (правда, в научно-популярном формате) в журнале Science о старте новой попытки лечить болезнь Паркинсона с помощью инфракрасного света. Эксперимент, который основывается на предыдущих успешных опытах светотерапии, впервые проводится на людях. Лечение будет длиться четыре года, после чего, возможно, станет ясно, сможет ли наука, наконец, найти «безболезненное» решение для этой неизлечимой нейродегенеративной болезни.

Credit: Trials begin for a new weapon against Parkinson’s: light

Болезнь Паркинсона — один из тех недугов мозга, лечения для которого до сих пор нет. Эта болезнь относится к типу нейродегенеративных: определенные ткани мозга теряют свою способность нормально функционировать, деградируют. В случае болезни Паркинсона умирают области мозга, которые производят дофамин. Это знакомый нам нейромедиатор, который воплощает ощущения привязанности, мотивации, удовольствия, контролирует двигательную сферу и имеет массу других нужных свойств.

Нейроны черной субстанции – глубокой структуры в мозге, главного производителя дофамина – постепенно умирают, из-за чего у человека начинаются двигательные нарушения в виде тремора, которые затем усугубляются вплоть до паралича.

Credit: www.neurology.ru

Казалось бы, если мы знаем, что снижение уровня дофамина ведет к болезни Паркинсона, нужно лишь внимательно проследить за его количеством. Однако проблема кроется в том, что до самого последнего момента механизмы пластичности стараются компенсировать уровень дофамина. Поэтому когда появляются первые симптомы, на самом деле болезнь уже многие годы живет в мозге человека. И, как правило, сделать в такой ситуации уже мало что можно. Но стоит ли бросать все попытки?

Терапия светом

Терапия инфракрасным светом показала себя как способ лечения ранений, повышения настроения и укрепления иммунной системы. Излучение позволяет нагреть ткани (но есть риск и перегреть!), и, тем самым, усилить микроциркуляцию крови и ускорить клеточный метаболизм. Это позволяет противодействовать воспалению, способствует регенерации ткани.

Инфракрасный свет воздействует и на митохондрии – компоненты клетки, вырабатывающие для нее энергию. Эксперименты in vitro показали, что свет способен активировать фермент цитохром С-оксидазу, который находится на внутренней поверхности мембраны митохондрии. Это увеличивает выработку клеточной энергии, что приводит к усилению кровотока и, как следствие, улучшает механизмы клеточной защиты, в том числе нейронов. Остается лишь вопрос – как довести инфракрасный свет до очага болезни Паркинсона – черной субстанции?

Сторонники инфракрасной терапии указывают на существующий метод глубокой стимуляции мозга. В этом методе нейрохирург имплантирует глубоко в мозг, в поврежденные ткани, небольшое устройство, которое посылает  электрический ток определенной частоты. За более чем 30 лет существования этого метода он стал традиционным для лечения тремора, болезни Паркинсона, дистонии. А восемь лет назад нейроанатом из университета Сиднея Джон Митрофанис показал на мышах с недостатком дофамина (это аналог болезни Паркинсона у человека), что инфракрасное облучение головы защищает дофаминергические клетки от нейротоксинов.

Здесь важно сделать остановку и понять в общих чертах, почему клетки с дофамином начинают умирать. В мозге, предположительно около синаптических щелей, содержится белок – альфа-синуклеин. Его функции до конца не изучены, но этот белок может быть связан с передачей нервного импульса. В определенный момент под влиянием каких-то причин его структура нарушается, и он становится начинает «сворачиваться» в токсичные бляшки. Патологический альфа-синуклеин накапливается, в результате чего клетка теряет возможность нормально высвобождать дофамин. Снижение выброса приводит к тому, что общий уровень дофамина в мозге падает, и при его критическом значении проявляются симптомы болезни. Альфа-синуклеин выступает в этом случае токсином.

Если инфракрасный свет способен защищать клетки от токсинов, то необходимо его как-то доставить в глубокие структуры мозга (черную субстанцию) для защиты от альфа-синуклеина. Ученые принялись разрабатывать устройство, способное это сделать.

В 2017 году они опробовали это устройство на 20 макаках, которым вводили нейротоксин. Для 9 из них использовалось инфракрасное облучение через имплант.  Митрофанис прокомментировал поведение такой обезьяны через 3 недели терапии: «Она двигалась, будто никаких болезней и не было». В целом, обезьяны, которые прошли терапию инфракрасным светом, демонстрировали меньшее количество симптомов нейродегенерации, чем группа без лечения. К тому же в их мозге сохранилось от 20 до 60 процентов нейронов.

Теперь же ученые из Франции планируют опробовать глубокое стимулирование черной субстанции инфракрасным светом. В исследовании примут участие 14 больных болезнью Паркинсона на ранней стадии, 7 из них пройдут терапию инфракрасным излучением (длина волны – 670 нанометров). Исследование продлится четыре года. Его цель заключается не только в том, чтобы попытаться помочь больным, но и проследить развитие болезни Паркинсона.

Мы с интересом будем следить за этой работой, ведь, возможно, она сделает и сам недуг, и его лечение более понятными.

Текст: Никита Отставнов

Trials begin for a new weapon against Parkinson’s: light by Gunjan Sinha in Science  18 Sep 2020:Vol. 369, Issue 6510, pp. 1415-1416

DOI: 10.1126/science.369.6510.1415