«Исследование, определяющее путь нейродегенеративного заболевания, также имеет отношение к пониманию связанных расстройств, таких как болезнь Паркинсона, болезнь Альцгеймера и болезнь Лу Герига», — говорит Джонатан Фокс, профессор Департамента ветеринарных наук Университета штата Вашингтон.Статья «Митохондриальное железо в мозге накапливается при болезни Гентингтона, опосредует митохондриальную дисфункцию и может быть устранена фармакологически», была опубликована в Интернете в журнале Free Radical Biology and Medicine.Другими участниками исследования были доктор наук Сонал Агравал из лаборатории Fox в Колледже сельского хозяйства и природных ресурсов UW и Баскаран Тьягараджан, доцент Фармацевтического факультета.
HD — это наследственное генетическое заболевание, вызывающее гибель нейронов в областях мозга, важных для движения и познания. По словам Фокса, симптомы постепенно ухудшаются и включают непроизвольные движения, изменения в поведении и снижение когнитивных функций. Не существует лечения, замедляющего прогрессирование болезни.Команда Fox экспериментировала с лекарством, которое пересекало митохондриальную мембрану и удаляло избыток железа, или оно могло связываться с железом и делать его нетоксичным.
«Митохондрии являются ключевым местом производства энергии, а также выполняют множество других функций, критически важных для здоровья и выживания клеток», — говорит Фокс, который участвует в программе неврологии в UW.Митохондрии являются основным местом использования кислорода клетками. Члены лаборатории Fox сотрудничали с Тьягараджаном, который имеет опыт в оценке митохондриальных функций, для измерения потребления кислорода митохондриями HD мыши.
Они обнаружили дефицит кислорода в митохондриях HD с необычным количеством железа. Исследования показывают, что накопление железа в митохондриях мешает дыханию и поглощению кислорода, что может способствовать нарушению функции и смерти нейронов.Избыток железа в клетках может быть вредным, но адекватные запасы железа также необходимы для многих функций клеток.
«Для самых разных белков требуется железо», — говорит Фокс, который также преподает в медицинской программе Вашингтонского университета в Вайоминге, Вашингтоне, Аляске, Монтане и Айдахо (WWAMI). «Вероятно, наиболее известным является гемоглобин. Белку требуется железо для правильной транспортировки кислорода. Метаболизм железа является центральным для нормального функционирования клеток».Обратной стороной является то, что слишком много может быть токсичным.
Клетки призваны обеспечивать железом функции, которые в нем требуют, а также предотвращать накопление токсинов.«При HD мы думаем, что нормальный метаболизм железа нарушен, и эти неблагоприятные эффекты железа могут продолжаться», — говорит Фокс.Однако он говорит, что этот путь — не единственный фактор, влияющий на HD.«Есть много других путей, которые оказались важными», — говорит он. «Мы говорим, что это важная часть картины».
Фокс говорит, что это исследование помогает заложить основу для разработки лекарств.Исследования Фокса включают изучение, в основном, мышиных моделей HD; однако исследователи также получают ткань человеческого мозга, собранную при вскрытии и предоставленную банком мозга, поддерживаемым Национальным институтом здравоохранения.«Модели Mouse HD отлично подходят для изучения болезней человека, но не идеальны», — говорит он. «Когда это возможно, мы стараемся проверить, действительно ли результаты, полученные на животных моделях, присутствуют в человеческом состоянии.
Нам повезло получить ткань мозга человека и показать аналогичные изменения у мышей HD в текущем исследовании».Ученые также интересуются факторами окружающей среды, которые могут повлиять на HD. Их последняя статья дополняет предыдущую работу, показывающую, что высокое потребление железа мышами HD в раннем возрасте способствует развитию болезни во взрослом возрасте.Тем не менее, он говорит, что исследователи в его лаборатории заинтересованы в двух областях.
Они хотят глубже понять механизмы, с помощью которых железо вызывает дисфункцию митохондрий при HD. Другой, более широкий аспект заключается в том, что HD является частью группы связанных заболеваний, и «хотя у них нет идентичных механизмов, у них есть некоторые важные общие черты», — говорит он.«Итак, мы заинтересованы в том, чтобы определить, происходит ли накопление митохондриального железа в моделях болезни Паркинсона, Альцгеймера и старения мозга.
Мы заинтересованы в выходе за рамки моделей мышей HD», — говорит он.