Болезнь Паркинсона — это нейродегенеративное заболевание, характеризующееся разрушением определенной популяции нейронов: дофаминергических нейронов. Дегенерация этих нейронов препятствует передаче сигналов, контролирующих определенные мышечные движения, и приводит к тремору, непроизвольным сокращениям мышц или проблемам с равновесием, характерным для этой патологии. Команда из Женевского университета (UNIGE) исследовала разрушение этих дофаминергических нейронов, используя плодовую мушку в качестве модели исследования. Ученые определили ключевой белок у мух, а также у мышей, который играет защитную роль против этого заболевания и может стать новой терапевтической мишенью. Эту работу можно прочитать в журнале Nature Communications.
Помимо редких форм с участием одного гена, большинство случаев болезни Паркинсона являются результатом взаимодействия нескольких генетических факторов риска и факторов окружающей среды. Однако общим элементом в начале заболевания является дисфункция митохондрий в дофаминергических нейронах. Эти маленькие фабрики внутри клеток отвечают за производство энергии, а также за активацию механизмов самоуничтожения клетки при повреждении.
Лаборатория Эми Нагоши, профессора кафедры генетики и эволюции факультета естественных наук UNIGE, использует плодовую мушку, или дрозофилу, для изучения механизмов дегенерации дофаминергических нейронов. Ее группу особенно интересует ген Fer2 , человеческий гомолог которого кодирует белок, контролирующий экспрессию многих других генов, и чья мутация может привести к болезни Паркинсона посредством механизмов, которые еще недостаточно изучены.
В предыдущем исследовании эта научная группа продемонстрировала, что мутация в гене Fer2 вызывает у мух недостатки, подобные болезни Паркинсона, включая задержку начала движения. Они также наблюдали дефекты формы митохондрий дофаминергических нейронов, подобные тем, которые наблюдаются у пациентов с болезнью Паркинсона.
Поскольку отсутствие Fer2 вызывает состояния, подобные болезни Паркинсона, исследователи проверили, наоборот, может ли увеличение количества Fer2 в клетках оказывать защитный эффект. Когда мухи подвергаются воздействию свободных радикалов, их клетки подвергаются окислительному стрессу, что приводит к деградации дофаминергических нейронов. Однако ученые смогли наблюдать, что окислительный стресс больше не оказывает вредного воздействия на мух, если они производят избыточное количество Fer2 , что подтверждает гипотезу о его защитной роли.
«Мы также идентифицировали гены, регулируемые Fer2 , и они в основном участвуют в функциях митохондрий. Следовательно, этот ключевой белок, по-видимому, играет решающую роль в предотвращении дегенерации дофаминергических нейронов у мух, контролируя не только структуру митохондрий, но и их функции. — объясняет Федерико Миоццо, научный сотрудник отдела генетики и эволюции и первый автор исследования.
Чтобы выяснить, играет ли Fer2 такую же роль у млекопитающих, биологи создали мутанты гомолога Fer2 в дофаминергических нейронах мыши. Как и у мух, они наблюдали аномалии в митохондриях этих нейронов, а также дефекты передвижения у старых мышей. «В настоящее время мы тестируем защитную роль гомолога Fer2 на мышах, и результаты, аналогичные результатам, полученным у мух, позволят нам рассмотреть новую терапевтическую мишень для пациентов с болезнью Паркинсона», — заключает Эми Нагоши.