Мыши с паркинсоническими нарушениями восстановились через год без лечения

Три недели ежедневных инъекций ротенона, пестицида, который нарушает работу митохондрий, сделали своё дело: молодые взрослые самцы мышей стали проходить меньшее расстояние в открытом поле, двигались медленнее и хуже держались на вращающемся стержне. А затем, когда уколы прекратили, животные начали выправляться сами. Об этом сообщил ScienceAlert со ссылкой на исследование в журнале iScience.

Группа под руководством нейробиолога Сюэлиня Лоу из Медицинского колледжа Висконсина вела наблюдение до 12 месяцев. Примерно за четыре месяца показатели в открытом поле сравнялись с контрольной группой, к семи месяцам исчезла статистически значимая разница в тесте на стержне, а через год обе группы вели себя сходно в испытаниях на тревожноподобное поведение. Лоу назвал такой исход «совершенно неожиданным».

Контрольные мыши получали ту же инъекционную смесь, но без токсина. Нарушения возникали уже в первые четыре недели опыта: помимо медлительности и проблем с равновесием, подопытные реже заходили на открытые, ничем не ограждённые рукава приподнятого лабиринта.

Клетки не погибли, а словно перестали быть собой

Ткань среднего мозга дала подсказку. Исследователи считали нейроны, производящие дофамин, по ферменту тирозингидроксилазе (TH): без него дофамин не синтезируется, и по наличию этого фермента клетку и опознают. Вскоре после воздействия таких клеток в чёрной субстанции оказалось примерно на 40 процентов меньше. Но второй маркер, метящий нейроны шире, показал, что общая плотность нервных клеток сохранилась.

«Наши данные говорят, что они просто теряют свою идентичность», — сказал Лоу. Часть выживших нейронов, по-видимому, снизила выработку фермента настолько, что перестала попадать в подсчёт TH-положительных. Исчезновение из этого числа ещё не означало гибели клетки.

Через 12 месяцев количество и плотность TH-положительных клеток у подопытных и контрольных животных стали сопоставимы, хотя сигнал фермента у перенёсших воздействие оставался слабее. Возраст усложнил сравнение: у контрольных мышей к году плотность таких клеток упала примерно на 45 процентов относительно молодых, а у подопытных за тот же срок почти не изменилась. Причину этой разницы Лоу назвал неизвестной.

Объяснить восстановление можно по-разному. Оставшиеся дофаминергические нейроны могли начать работать лучше и оказаться устойчивее к возрастной потере. Не исключены рост новых отростков, перестройка связей и сдвиги, связывающие обмен веществ в клетке с активностью генов. Какой из механизмов действует на самом деле, не установлено; команда продолжает искать движущую силу этой устойчивости.

Представим условную лабораторную мышь, у которой после трёхнедельного воздействия находят 60 клеток с маркером вместо прежних 100. Это ещё не значит, что сорок нейронов погибли: часть могла сохраниться, просто приглушив производство фермента. Если через год подсчёт снова даёт около 100, разумно предположить, что клетки вернулись к прежней работе, а не что на их месте выросли новые. Именно такую логику подсказывают данные, но проверить её напрямую мешает устройство опыта: ткань брали у разных животных в разные сроки, поэтому судьбу отдельного нейрона проследить не удалось.

У результата есть и содержательные границы. Изучали только самцов, а в годовых анализах на каждую группу и каждый показатель приходилось от трёх до восьми животных. Токсическая модель не воспроизводит несколько черт человеческой болезни Паркинсона, в том числе заметное накопление патологически изменённого белка альфа-синуклеина. Сам ротенон способен вызывать мышечную слабость и общее недомогание, а они тоже сказываются на двигательных тестах. Наконец, сходство с контрольными мышами того же возраста не означало возвращения к состоянию молодых: с годами обе группы двигались хуже.

Лоу прямо предупредил, что результаты не отменяют связи между пестицидами и риском болезни Паркинсона и не доказывают безвредность таких веществ. Переносить вывод на пациентов или работников, подвергающихся риску, по его словам, нельзя. Для этого нужны данные людей либо исследования человеческих дофаминергических клеток и тканей.

Тем, кто собирает материал по нейродегенеративным болезням и разбирает устройство подобных экспериментов, пригодится помощь с подбором литературы для научной работы: обзор должен отделять наблюдаемую связь от механизма и от применимости к человеку.