Ученые обнаружили у мышей со СМА структурные, клеточные и функциональные дефекты мозжечка.
Это может объяснять еще не решенные вопросы о природе и последствиях заболевания, а также дополнительно подчеркивает тот факт, что СМА – это мультисистемное заболевание, в которое вовлечено больше органов и систем, чем принято было считать ранее. Исследователи подчеркивают необходимость большего количества исследований в областях, выходящих за пределы области спинного мозга, чтобы лучше понять природу заболевания и пролить свет на причины того, что даже у пациентов, получающих патогенетическое лечение остается устойчивая симптоматика.
Снижение уровня белка выживания двигательных нейронов (SMN) — отсутствующего или присутствующего в низком количестве при спинальной мышечной атрофии (СМА) — может вызывать дефекты в структуре и функции мозжечка головного мозга. Это может привести к трудностям с контролем движения и повлиять на способность их координировать.
«Наши результаты присоединяются к растущему объему исследований, которые поддерживают представление о СМА как о мультисистемном заболевании со многими сопутствующими дефектами, помимо нижнего двигательного нейрона в спинном мозге», — пишут исследователи в своей работе “Cerebellar structural, astrocytic, and neuronal abnormalities in the SMNΔ7 mouse model of spinal muscular atrophy”, опубликованной в журнале Brain Pathology.
СМА вызывается мутациями в гене SMN1, который обеспечивает инструкции по созданию белка SMN. В результате вырабатывается недостаточно или вообще не производится белок SMN, что приводит к прогрессирующей потере двигательных нейронов, специализированных нервных клеток, которые контролируют произвольные движения.
Знания о специфических дефектах, вызванных дефицитом белка SMN в разных типах клеток, в том числе в головном мозге, все еще ограничены. Недавние исследования показывают, что СМА влияет на несколько систем организма, а не только на двигательные нейроны и связанные с ними цепи.
Так, имеются данные о дегенерации нервных клеток в нескольких областях мозга, в том числе в мозжечке, расположенном в задней и нижней частях мозга. Несмотря на то, что дефекты мозжечка, связанные со СМА, имеют решающее значение для двигательной функции, они плохо изучены, что побудило ученых из США изучить этот вопрос на мышиных моделях СМА для оценки влияния заболевания на структуру и функцию мозжечка. Мыши, которые широко используются для изучения механизмов, связанных со СМА, имеют среднюю выживаемость 12 дней и демонстрируют потерю мышечной силы вскоре после рождения.
Мозжечок у мышей со СМА и здоровых мышей
По сравнению со здоровыми мышами, мыши со СМА имели значительно меньший мозг, особенно мозжечок. Кроме того, уровни белка SMN были значительно снижены в мозжечке и спинном мозге мышей со СМА по сравнению со здоровыми мышами.
В мозжечке мышей со СМА также было обнаружено нарушение соединения нервных волокон, которое было менее организовано в проводящих путях, идущих от других областей мозга к мозжечку и от мозжечка к другим областям мозга. Были также затронуты связи между различными областями мозжечка.
Мозжечок имеет сложную слоистую организацию и анатомически делится на доли. У мышей со СМА исследователи выявили структурные аномалии, особенно различия в толщине слоев мозжечка в некоторых долях. Это говорит о том, что «СМА влияет на развитие [образование слоя] и … может быть еще одним фактором потери объема», — пишут исследователи.
Клетки Пуркинье (Purkinje cells) представляют собой нервные клетки в мозжечке, которые модулируют развитие мозжечковой схемы. У мышей со СМА количество и площадь этих клеток были значительно ниже, чем у здоровых мышей. В частности, задние доли мозжечка были значительно меньше и имели меньше клеток Пуркинье, что позволяет предположить, что их дегенерация может способствовать структурным аномалиям.
Глиальные клетки, особенно астроциты — клетки нервной системы, поддерживающие функцию нейронов, — играют решающую роль в дисфункции моторных нейронов. Астроглиоз, форма активации астроцитов в ответ на повреждение, наблюдался у мышей и пациентов со СМА.
В этом исследовании целостность астроцитов была снижена, и реактивный астроглиоз наблюдался в нескольких областях мозжечка у мышей со СМА по сравнению со здоровыми мышами. Это говорит о том, что «дефицит SMN в… астроцитах, окружающих [клетки Пуркинье] в мозжечке, может ускорить нейродегенерацию», — пишут исследователи.
Сравнение активности нейронов в глубоких ядрах мозжечка — части мозжечка, которая проецируется на другие области головного мозга и спинной мозг — у мышей со СМА и здоровых мышей показало, что нейроны СМА в два раза реже проявляют спонтанную активность и в два раза медленнее. Это указывает на то, что структурные и клеточные дефекты ухудшают функциональную активность мозжечка.
«Наше исследование предполагает, что нарушение [мозжечковых] проводящих путей, избирательная нейродегенерация и реактивный глиоз могут изменить работу мозжечка и нарушить тонкую и точную двигательную функцию у пациентов со СМА», — пишут исследователи, добавляя, что «СМА [причинные механизмы заболевания] в мозжечке могут способствовать стойким [симптомам], которые продолжают наблюдаться у пациентов со СМА, получавших лечение».
По мнению ученых, дополнительные исследования в областях за пределами спинного мозга, включая мозжечок, могут выявить новые цели для лечения таких устойчивых симптомов.
Автор: Andrea Lobo | Адаптация и перевод текста выполнен специально для сайта f-sma.ru
Источник:Smanewstoday.com
