Текст уведомления здесь

Кишечная бактерия довела мышей до симптомов болезни Паркинсона

Нейродегенерация в этом случае, судя по всему, следствие чрезмерного иммунного ответа

Ученые из Монреальского университета и Университета Макгилла заражали кишечной инфекцией мышиные клетки и собственно мышей и добились того, что у испытуемых зверьков возникли симптомы, характерные для болезни Паркинсона.
Добавить в закладки
Комментарии

Болезнь Паркинсона — это заболевание, ведущее к гибели нейронов, вырабатывающих дофамин. В организме человека дофамин отвечает не только за чувство удовлетворения и любви, но также контролирует многие другие функции головного мозга. У заболевшего дрожат конечности, ему сложнее передвигаться и удерживать равновесие. Болезнь прогрессирует в течение нескольких лет и в конечном счете приводит к тому, что человек почти перестает двигаться и становится неспособным обслуживать себя самостоятельно.  На сегодняшний день пока еще неизвестно, что именно вызывает гибель нейронов при болезни Паркинсона. Ученые предполагают, что одной из причин являются нарушения в работе митохондрий — органелл, отвечающих за выработку и запасание энергии в клетке. Однако почему это происходит, все еще неясно. 

PINK1 и Parkin — это белки, мутации в генах которых в 10% случаев приводят к развитию болезни Паркинсона у людей. Они, в частности, подавляют в клетке презентацию антигенов, т.е. не дают ей демонстрировать иммунной системе свое содержимое. Когда мутантные PINK1 и Parkin с этим не справляются, иммунные клетки видят на поверхности нейрона митохондриальные белки и могут его принять за бактерию (ведь митохондрия когда-то была бактерией) и уничтожить. Однако 10% не такая уж и большая цифра. К тому же у лабораторных мышей, у которых PINK и Parkin вообще нет, болезнь Паркинсона не развивается. Значит, презентации антигена недостаточно, чтобы вызвать гибель нейронов, и нужен дополнительный стимул.

Есть гипотеза, что нейродегенеративные заболевания (болезнь Альцгеймера, Паркинсона и др.) в некоторых случаях могут иметь инфекционную природу. В данном случае исследователи проверяли версию о том, что болезнь Паркинсона может вызываться кишечной бактерией Citrobacter rodentium — мышиным аналогом кишечной палочки. Предположительно, липополисахариды, содержащиеся в клеточной стенке этих грамотрицательных бактерий, стимулируют антиген-презентацию митоходриальных белков Т-киллерам, иммунным клеткам-убийцам. Получив такую «ориентировку», Т-киллеры объявляют охоту на митохондриальные белки и атакуют клетки своего же организма. 

Читайте также: Что мы знаем о болезни Паркинсона

Ученые провели серию экспериментов на клетках мышей с отключенным геном PINK1. Митохондрии этих клеток синтезировали особый белок — мишень для Т-киллеров. Грамположительные бактерии, у которых в клеточной стенке нет липополисахарида, не оказывали на эти процессы никакого влияния. Когда же клетки заражали грамотрицательными кишечными бактериями, белок оказывался у них на поверхности, его распознавали Т-киллеры и шли в атаку. 

Затем настала очередь экспериментов на живых мышах. Их тоже заразили Citrobacter rodentium, с которой иммунитет животных справился за 20 дней. Однако через четыре месяца у нокаутных по PINK1 зверьков развились симптомы, схожие с болезнью Паркинсона. 

Мышей затем попробовали лечить дигидроксифенилаланином, веществом — предшественником дофамина, популярным лекарством от болезни Паркинсона. Спустя год после заражения большинство симптомов пропало, то есть эффект от бактериальной инфекции оказался временным.

Помимо этого, ученые проанализировали, что происходило в мозгах зараженных мышей: у животных без PINK1 появились Т-киллеры в специфических областях головного мозга, в то время как у обычных мышей их не наблюдалось. Также на поверхности дофаминовых нейронов стало больше митохондриальных белков, что еще сильнее подстегивало активность Т-киллеров. В клеточной культуре, полученной от мышей без PINK1 после эксперимента, Т-клетки погубили 40% дофаминовых нейронов, в то время как другие нейроны остались нетронутыми. 

Еще не выяснено до конца, почему атакам подвергаются именно дофаминовые нейроны, но, скорее всего, это связано с тем, что презентация антигенов на поверхности таких клеток регулируется особенным образом.

Полученные результаты могут объяснить, почему лабораторные мыши редко болеют Паркинсоном: животное содержится в практически стерильных условиях и не сталкивается с многообразием микроорганизмов, с которыми ежедневно контактирует в естественной среде. 

Текст подготовлен участницей мастерской научной журналистики летней школы «Летняя школа» и переработан Полиной Лосевой.   

Добавить в закладки
Комментарии
Вам понравилась публикация?
Расскажите, что вы думаете, и мы подберем подходящие материалы