Генная терапия помогла мышам с «деменцией боксеров»
Ученые разработали новый способ борьбы с хронической травматической энцефалопатией — нейродегенеративным заболеванием, которое провоцируют постоянные травмы головного мозга. В эксперименте на мышах они заставили их клетки вырабатывать антитела против тау-белка, который вызывает симптомы ХТЭ. Результаты исследования опубликованы в журнале Human Gene Therapy.
Хроническая травматическая энцефалопатия, которую изначально называли «деменцией боксеров» — вызываемое частыми травмами головы нейродегенеративное заболевание, похожее на болезнь Альцгеймера. Постоянные травмы головы провоцируют хроническое воспаление, которое в свою очередь ведет к появлению аномальных отложений тау-белка в нейронах, астроцитах и вокруг кровеносных сосудов по всему головному мозгу, что приводит к смерти его клеток. Типичные симптомы хронической травматической энцефалопатии — депрессия, потеря памяти, слабоумие и суицидальное поведение. В настоящее время не существует специфической терапии, направленной на ХТЭ. Ранее ученые пытались лечить проявления этой энцефалопатии, вводя в организм антитела к тау-белку. Эксперименты на мышах дали неплохие результаты, однако использовать эту методику на людях вряд ли имеет смысл, поскольку подобный подход показал весьма умеренные результаты в случае болезни Альцгеймера. Как показали эксперименты, гематоэнцефалический барьер пропускает в мозг не более 0,5 процента от введенных антител.
Рональд Кристал (Ronald Crystal) из Медицинского колледжа Вейла Корнелла в Нью-Йорке и его коллеги предположили, что эту проблему можно решить, если заставить организм пациента самостоятельно вырабатывать антитела против тау-белка. Для этого необходимо ввести в ЦНС с помощью вирусных векторов ген, который кодирует антитела.
Чтобы проверить эту гипотезу, ученые провели эксперимент на трансгенных мышах линии C57BL/6 в возрасте 8-10 недель. Животным ввели обезболивающие, поместили их в специальную фиксирующую раму, где они получали удары по голове — по два удара в сутки с шестичасовым интервалом в течение пяти дней. После этого в течение суток за состоянием мышей наблюдали, и если они демонстрировали серьезные нарушения — частичный паралич, апноэ, другие симптомы, их исключали из эксперимента.
Оставшимся мышам (их было 38) через три недели после сеанса ударов ввели непосредственно в гиппокамп вирусный вектор — аденоассоциированный вирус AAVrh.10, который содержал последовательность, кодирующую антитела от тау-белка. Еще 10 мышей, перенесших удары, играли роль контрольной группы, и вирусы им не вводили, а группа из 10 других мышей не получала ни ударов, ни лечения. Спустя определенный период времени — от шести недель до шести месяцев после терапии — мышей умертвили, а мозг исследовали с помощью флуоресцентной микроскопии. Результаты исследования показали, что у мышей, получавших лечение с помощью вирусов, в мозге оказалось значимо меньше тау-белка, чем у мышей из контрольной группы, или у мышей, которые получали «пустые» вирусы, без генетической последовательности, кодирующей антитела к тау-белку.
Авторы исследования полагают, что этот метод позволит разработать новую стратегию, призванную предотвратить развитие хронической травматической энцефалопатии у людей, перенесших травмы.
Подробнее про ХТЭ и историю его исследования читайте в нашем материале «Потрясающий футбол».
Сергей Кузнецов
Таков результат исследования 671 собачьей неоплазии
Американские биоинформатики и ветеринары исследовали, какие мутации наиболее характерны для злокачественных опухолей у домашних собак. Секвенирование 59 генов у 671 опухолей от собак 96 пород показало, что в основе онкогенеза у людей и собак зачастую лежат одинаковые изменения в одних и тех же участках генов. Благодаря такому сходству данные, полученные при анализе лечения собак, можно будет активнее использовать в рамках доклинических исследований протоколов лечения злокачественных новообразований у человека. Исследование опубликовано в журнале Scientific Reports. Онкологические заболевания относятся к ведущим причинам ненасильственной смерти у домашних и бездомных собак. Большинство из них (за редкими исключениями) не передаются от животного к животному и обусловлены мутациями в протоонкогенах и опухолевых супрессорах. Патогенез некоторых опухолей собак, в частности, ангиосаркомы, меланомы и рака молочной железы, изучен лучше: про эти опухоли известно, что в их основе лежат нарушения работы тех же генов, что при возникновении таких же человеческих опухолей. Но всеобъемлющей базы мутаций в собачьих онкогенах до настоящего времени не существовало: ведь общее количество секвенированных собачьих опухолевых геномов исчисляется несколькими тысячами. Биоинформатики и ветеринары из Университетов Джорджии и Гарварда, возглавляемые профессором Ша Ин Чжао (Shaying Zhao), провели гистологическое исследование и секвенировали часть генома (экзоны 59 протоонкогенов и опухолевых супрессоров) 671 злокачественной опухоли домашних собак, относящихся к 96 разным породам. Самыми распространенными типами опухолей оказались ангиосаркома и саркома мягких тканей (в общей же сложности ученые обнаружили 23 вида злокачественных опухолей). В 59 генах было идентифицировано 543 уникальных соматических мутации (если доля мутантной последовательности кратна 50 или 100 процентов от всей ДНК этого гена в образце, то мутация была получена клеткой еще до образования опухолевого клона. «Некруглые» доли указывают на возникновение мутации уже в рамках соматической эволюции опухолевого клона). Профиль таких мутаций был связан с гистологическим типом опухоли и ее первичным очагом, но не с породой животного. Больше всего были распространены мутации в гене TP53, обнаруженные в 22,5 процента всех опухолей и в 46 процентах сарком. В этом и еще 11 генах исследователи обнаружили 18 локусов, в которых у разных животных независимо друг от друга возникали мутации. Ученые сопоставили эти горячие точки мутагенеза с результатами секвенирования 25 тысяч геномов человеческих опухолей. Восемь из выявленных точек, в генах TP53, PIK3CA, KRAS, NRAS, PTEN и BRAF, совпали у человеческих и собачьих опухолей. Данные, представленные группой профессора Чжао, составляют на сегодняшний день самый большой набор сиквенсов собачьих злокачественных опухолей. По словам авторов, сходство генетических изменений при онкогенезе у собак и людей позволит в будущем проводить доклинические исследования на собаках в рамках процедуры регистрации протоколов лечения человеческих неоплазий. Но до окончательного понимания того, насколько генетически похожи опухоли собак и людей, еще слишком далеко, ведь исследование американских ученых включало в себя только секвенирование малой части опухолевого экзома. Чем больше лекарств для таргетной терапии появляется в арсенале врачей, тем сложнее становится диагностика в онкологии. И пока одни ученые описывают, чем «рак-меццо-форте» отличается от «рака-пиано», другие ищут новые сенсоры для ранней диагностики рака. О том, насколько эффективен собачий нос в качестве такого сенсора, читайте в материале «Запах опухоли».