С помощью высокотехнологичного робота, известного в Tox21, исследователи Национального института здравоохранения идентифицировали и протестировали молекулу, которая является перспективным средством лечения редкой болезни Гоше и более распространенной болезни Паркинсона. Эллен Сидрански, М.D., старший научный сотрудник Национального института исследования генома человека (NHGRI) NIH и ее сотрудники из Национального института неврологических расстройств и инсульта (NINDS) и Национального центра развития трансляционных наук (NCATS) опубликовали свои выводы 12 июня 2016 г. в Журнал неврологии.
"До сих пор лекарства, используемые для лечения болезни Гоше, не могли проникнуть в мозг и достичь тех нейронов, которые поражены при наиболее тяжелых формах болезни Гоше или болезни Паркинсона," сказал доктор. Сидранский. "Очень интересно найти молекулу, которая теоретически может быть широко доступна для лечения людей с этими заболеваниями. Однако между идентификацией этой молекулы и получением одобренного лекарства очень далеко." Доктор. Сидранский проводил исследования болезни Гоше в течение последних 28 лет и в 2001 году установил связь между болезнью Гоше и болезнью Паркинсона.
Болезнь Гоше возникает при мутации GBA1, гена, кодирующего протеин глюкоцереброзидазу. Этот белок обычно помогает клеткам избавляться от определенных жиров (липидов), типа отходов, производимых всеми клетками. Когда человек наследует две мутированные копии GBA1, липиды накапливаются и могут вызывать такие симптомы, как увеличение селезенки, частые кровотечения и синяки, ослабление костей и, в самых тяжелых случаях, неврологические заболевания. Люди, у которых есть хотя бы одна мутированная копия GBA1, подвержены более высокому риску развития болезни Паркинсона, распространенного заболевания, характеризующегося тремором, ригидностью мышц и замедленными движениями.
Чтобы лучше понять связь между болезнью Гоше и болезнью Паркинсона, исследователи NHGRI использовали трудоемкую технологию для разработки плюрипотентных стволовых клеток (неспециализированных клеток, которые могут развиваться в различные специализированные клетки организма). Эльма Афлаки, Ph.D., научный сотрудник лаборатории Сидранского создал в лаборатории стволовые клетки из клеток кожи пациентов с болезнью Паркинсона и без нее. Затем она преобразовала стволовые клетки в нейроны, которые имели функции, идентичные таковым у людей с болезнью Гоше. Нейроны – это нервные клетки, которые передают информацию через химические посланники и электрические сигналы.
Исследователи показали, что нейроны пациентов Гоше, которые также страдали болезнью Паркинсона, показали повышенный уровень альфа-синуклеина. Это белок, который накапливается в мозгу людей с болезнью Паркинсона, воздействуя на нейроны, отвечающие за контроль движения.
Затем исследователи искали молекулу, которая поможет пациентам с мутантным GBA1 расщеплять клеточные отходы. В процессе, известном как высокопроизводительный скрининг лекарств, исследователи из Центра химической геномики NCATS использовали робота Tox21 для оценки сотен тысяч различных молекул. Исследователи NCATS Хуан Маруган, Ph.D., Самарджит Патнаик, Ph.D., Ноэль Саутхолл, доктор философии.D., и Вэй Чжэн, Ph.D., совместно с исследователями из Канзасского университета, Лоуренс, идентифицировали многообещающую молекулу NCGC607, которая помогает "сопровождающий" мутировавший белок, чтобы он все еще мог функционировать. В нейронах пациентов, полученных из стволовых клеток, NCGC607 обратил накопление липидов и снизил количество альфа-синуклеина, что указывает на возможную стратегию лечения болезни Паркинсона.
"Это исследование является крупным достижением," сказал Дэниел Кастнер, M.D., Ph.D., Научный руководитель NHGRI и директор отдела внутренних исследований института. "Он демонстрирует, как выводы о редком заболевании, таком как болезнь Гоше, могут иметь прямое отношение к лечению распространенных заболеваний, таких как болезнь Паркинсона."
Затем исследователи протестируют новую молекулу, чтобы увидеть, можно ли из нее разработать подходящий прототип препарата для пациентов с болезнью Гоше и болезнью Паркинсона.
Болезнь Гоше поражает примерно от 1 из 50 000 до 1 из 100 000 человек в общей популяции. Люди восточно- и центральноевропейского еврейского происхождения (ашкенази) чаще болеют болезнью Гоше. Болезнь Паркинсона поражает 1.5-2 процента людей старше 60 лет, и заболеваемость увеличивается с возрастом. В США ежегодно выявляется около 60 000 новых случаев. Болезнь Паркинсона поражает более 1 миллиона человек в Северной Америке и 7-10 миллионов человек во всем мире.