Чтобы управлять автомобилем, вам нужен хороший баланс между акселератором и тормозом. То же самое относится к части мозга – полосатому телу, которая контролирует наши движения. Исследования, проведенные в Лундском университете в Швеции, привели к новым выводам о взаимодействии между "ускоритель" и "тормозить" в полосатом теле. Эти данные могут служить руководством для разработки методов лечения двигательных расстройств, например, при болезни Паркинсона.
На начальной стадии болезни Паркинсона движения пациентов скованные и медленные. Это можно исправить с помощью препарата L-допа, но после нескольких лет лечения у пациентов обычно появляются неконтролируемые подергивания, известные как дискинезии. Другие болезни, такие как болезнь Хантингтона и некоторые наследственные состояния, также связаны с двигательными нарушениями такого рода.
"Мы знаем, что полосатое тело играет важную роль в контроле движений. Но какие нейронные пути наиболее важны, горячо обсуждается", говорит исследователь Паркинсона Анджела Ченчи Нильссон в Лунде.
Инновационный подход
В полосатом теле есть два основных типа клеток, образующих разные нервные пути, которые называются "прямой путь" а также "косвенный путь", соответственно. Обсуждения в рамках исследования были сосредоточены на том, являются ли оба пути одинаково важными во всех ситуациях, и нужно ли им сотрудничать или могут ли они работать независимо. Чтобы ответить на этот вопрос, исследователи из Лунда применили метод, называемый хемогенетикой. Используя безвредный вирус, они ввели новый ген в тот или иной тип полосатых клеток у лабораторных мышей. Ген, кодирующий выработку рецепторного белка, активирующего соответствующий нервный путь. Однако рецептор стимулировался только тогда, когда животному вводили определенное вещество, действие которого длилось пару часов. Используя этот метод, исследователи смогли контролировать активность клеток, образующих прямой или косвенный путь, при изучении поведения животных. Исследования проводились как на нормальных мышах, так и на животных с травмой, подобной болезни Паркинсона, с L-допа или без нее.
Результаты показали, что все типы движений контролируются обоими путями, которые, как оказалось, функционируют как своего рода "ускоритель" (прямой путь) и "тормозить" (непрямой путь) соответственно. У мышей с болезнью Паркинсона, получавших L-допа, активация прямого пути приводила к более быстрым движениям, но также к более серьезным дискинезиям, имитирующим как преимущества, так и недостатки терапии Паркинсона. С другой стороны, активация непрямого пути приводила к более медленным движениям, но также ослабляла дискинезии, вызванные L-допа.
"Мы интерпретируем эти результаты как означающие, что проводящие пути должны взаимодействовать во всех ситуациях, даже при состояниях, подобных болезни Паркинсона, и при лечении L-допа. Вы не можете иметь только ускорение и отсутствие торможения, но вместо этого должны точно сбалансировать обе функции", говорит Анджела Ченчи Нильссон.
Результаты могут использоваться как в фундаментальных, так и в терапевтических исследованиях
Она считает, что терапия L-допа дает осложнения, когда "отключает тормоз" за счет сильного ингибирования непрямого пути, в то время как "слишком сильное нажатие на акселератор" за счет чрезмерной стимуляции прямого пути, что может привести к дискинезии.
Эти новые открытия могут объяснить, почему было трудно разработать новые лекарства от болезни Паркинсона. Разработка лекарств в последние годы была направлена на тот или иной нервный путь, тогда как это исследование указывает на необходимость вмешательства в оба пути, используя либо лекарство, которое регулирует оба из них, либо два дополнительных препарата.
"Наши результаты могут иметь большое значение как для фундаментальных исследований, так и для терапевтических исследований", говорит Анджела Ченчи Нильссон.