ИСТИНА

Нейродегенеративные заболевания объединяют обширный перечень патологий, связанных с постепенной деградацией и гибелью определенных типов нейронов. Одна из групп таких патологий, полиглутаминовые болезни, включает болезнь Гентингтона (хорея Гентингтона или Хантингтона) – тяжелое и на настоящий момент неизлечимое наследственное аутосомно-доминантное нейродегенеративное заболевание, приводящее к смерти спустя 8-15 лет от момента манифестации клинических симптомов. Клиническая картина болезни Гентингтона складывается из комплекса двигательных (хореические гиперкинезы), эмоционально-волевых и когнитивных расстройств, неизбежно приводящих к тяжелой физической и психической инвалидизации пациентов. Причина развития болезни Гентингтона - экспансия CAG-повторов в гене белка хантингтина (HTT, huntingtin, гентингтин). Чаще всего болезнь Гентингтона проявляется в среднем возрасте, однако показано, что возраст дебюта зависит от количества повторов и может приходиться на детский или юношеский период жизни человека. На морфологическом уровне болезнь Гентингтона проявляется прогрессирующей гибелью срединных шипиковых нейронов стриатума. Несмотря на то, что наибольшее влияние эта мутация оказывает на нервные клетки, показано, что HTT экспрессируется во всех клетках и тканях млекопитающих. Функция HTT у человека не ясна; не известно, какие нарушения происходят в клетках и тканях больных на клеточном и субклеточном уровне. Однако показано, что HTT взаимодействует с белками, участвующими в (1) транскрипции, (2) передаче сигналов в клетке и (3) внутриклеточном транспорте. В настоящей работе исследовали морфофункциональные нарушения, происходящие на клеточном уровне и затрагивающие субклеточные цитоскелетные структуры (микротрубочки и актиновые компоненты) в клетках, полученных от пациентов с болезнью Гентингтона. В качестве объекта исследования была использована первичная культура фибробластов, полученная из биоптата кожи пациентов. Для получения культивируемых фибробластов использовался материал от больных с разным количеством CAG-повторов в гене HTT (42, 44 и 76). В качестве контроля были взяты фибробласты из биоптатов кожи здоровых доноров, соответствующих больным по полу и возрасту. Изменения внутриклеточной архитектуры компонентов цитоскелета в клетках, полученных от больных болезнью Гентингтона, исследовали методами иммунофлуоресцентного анализа, с помощью флуоресцентной конфокальной микроскопии и микроскопии сверхвысокого разрешения (SIM, Structural Illuminational Microscopy). Для оценки пролиферативного потенциала и количества клеток в G0-фазе клеточного цикла был использован маркер Ki-67. Сравнение соотношения изоформ актина в клетках проводили при помощи метода вестерн-блоттинга. Для изучения функциональных нарушений клеточной подвижности, характерных для болезни Гентингтона, использовали стандартные клеточно-физиологические тесты (распластывание, движение по субстрату, выползание в экспериментальную рану). Оказалось, что в цитоплазме фибробластов, полученных от пациентов с болезнью Гентингтона, структура сети микротрубочек критически не изменяется, однако изменяется архитектура актиновой сети и нарушается взаимное расположение γ- и β-актиновых структур. При этом общее количество белков γ- и β -актина не отличается от такового в фибробластах здоровых доноров. В клетках больных нарушается процесс формирования первичных ресничек: количество ресничек было ниже, а их средняя длина меньше, чем в фибробластах здоровых доноров. Физиологические тесты, выполненные в ходе коротких и длительных прижизненных наблюдений, показали, что фибробласты пациентов с болезнью Гентингтона имеют иные характеристики распластывания и движения по сравнению с фибробластами от здоровых доноров – они имеют более короткую стадию распластывания, способны к поляризации до достижения полного распластывания и начинают двигаться до завершения стадии поляризации. В процессе прикрепления и распластывания на субстрате фибробласты больных на стадии поляризации не формируют выраженный ведущий край и хвост, их ламелла образует многочисленные тонкие выросты на переднем крае. При выползании в экспериментальную рану фибробласты пациентов с болезнью Гентингтона двигались быстрее, чем контрольные клетки, однако их движение было менее упорядоченным и более хаотичным – они часто меняли направление движения по сравнению с нормальными клетками. Таким образом, полученные результаты впервые демонстрируют, что при болезни Гентингтона морфологические нарушения, вызванные мутацией в гене HTT, затрагивают структуры, составляющие цитоскелет клеток, что приводит к функциональным нарушениям – изменению характеристик распластывания и клеточной подвижности по сравнению с фибробластами от здоровых доноров.