Ученые ТАУ расшифровали редкое неврологическое заболевание
Этот прорыв может открыть путь к лечению неврологических заболеваний.
Ученые Тель-Авивского университета совершили прорыв в понимании механизма редкого неврологического заболевания, разработав инновационную исследовательскую модель. Заболевание проявляется в форме эпилепсии, задержки развития и умственной отсталости.
"Понимание механизма заболевания — это ключевой шаг к разработке целевых методов лечения, как для данного заболевания, так и для других патологий со схожими нарушениями клеточной энергетики", — отмечают исследователи.
Исследование возглавил профессор Абдуссалам Азем, декан факультета естественных наук им. Уайза ТАУ, в сотрудничестве с профессором Ури Ашери и аспирантом Эялем Пазом из Школы нейробиологии, биохимии и биофизики факультета естественных наук и Школы нейронаук им. Саголь. В работе также участвовали доктор Сахил Джайн и доктор Ирит Готфрид (ТАУ), доктор Орна Старец-Чахам (Университет Бен-Гуриона), доктор Мухаммад Махаджна (Технион) и исследователи из Университета Эмори (Атланта, США). Результаты опубликованы в престижном журнале eLife.
Мутация TIMM50 и расстройства мозга
"Исследуемое заболевание вызвано мутацией белка TIMM50, который критически важен для транспорта других белков в митохондрии — клеточные органеллы, отвечающие за энергообеспечение", — поясняет профессор Азем. "В митохондриях человека работает около 1500 белков (примерно 10% всех белков организма), но только 13 из них синтезируются непосредственно в митохондриях. Остальные поступают извне через специальные механизмы. Недавно обнаружено, что мутации в TIMM50, отвечающем за импорт примерно 800 белков в митохондрии, вызывают тяжелые неврологические нарушения, включая эпилепсию, задержку развития и умственную отсталость".
Профессор Ашери добавляет: "Хотя транспорт белков в митохондрии изучался десятилетиями, влияние мутации TIMM50 на клетки мозга прежде не исследовалось. Мы первыми создали инновационную модель на основе нейронов мыши, имитирующую заболевание, вызванное мутацией этого белка. Мы существенно снизили экспрессию белка в мозговых клетках мыши и наблюдали за последствиями".
Связь между энергетическим дефицитом и эпилепсией
"Нарушение работы белка привело к двум основным эффектам", — объясняет Эяль Паз. "Во-первых, снизилось производство энергии в нейронах, что может объяснять проблемы развития при этом заболевании. Во-вторых, увеличилась частота потенциалов действия — электрических сигналов, обеспечивающих межнейронную коммуникацию. Известно, что такое увеличение частоты связано с эпилепсией. Изменения, вероятно, вызваны серьезным повреждением двух белков, функционирующих как калиевые каналы. Нарушение калиевого баланса может привести к опасным для жизни состояниям: аритмии, остановке сердца и мышечной слабости, потенциально ведущей к параличу. Эти калиевые каналы могут стать мишенями для будущих лекарственных препаратов".
"Наше исследование раскрывает механизм тяжелого неврологического заболевания, вызванного мутацией в ключевом белке митохондриального транспорта", — подводит итог профессор Азем. "Понимание механизма критически важно для разработки целенаправленной терапии. Более того, созданная нами модель на основе мышиных нейронов существенно продвигает изучение митохондриального транспорта белков в клетках мозга. Мы уверены, что наши результаты и инновационная модель позволят углубить исследования и разработать методы лечения различных неврологических заболеваний, связанных с митохондриальной дисфункцией".