Открытие ключевых генов, которые включаются или выключаются в ответ на повреждение спинного мозга, может способствовать развитию биомаркеров, которые прогнозируют восстановление и, возможно, выявляют новые цели для лечения. Результаты научной работы опубликованы в журнале eLife.
Новый подход в медицине для лечения повреждения спинного мозга
В настоящее время нет широко доступных методов лечения, способных немедленно восстанавливать двигательную и сенсорную функцию после травмы. Основным препятствием является отсутствие понимания сложного каскада биологических процессов, возникающих при травме спинного мозга.
«Наше понимание патофизиологических процессов, вызванных повреждением спинного мозга, является фрагментарным, — объясняет автор исследования Майкл Скиннидер (Michael Skinnider) из Университета Британской Колумбии, Канада (University of British Columbia). «Мы намеревались собрать данные небольших десятилетней давности исследований с использованием системного подхода к биологии».
Материалы и методы обследования
Впервые команда провела эксперименты по поиску генов, связанных с ответом на повреждение спинного мозга, основываясь на более 500 исследований. Чтобы определить, действительно ли эти гены отражают функциональные изменения после травмы спинного мозга, ученые построили сеть генов из здоровых спинальных связок человека и объединили эти данные с другими данными, полученными из экспериментальных исследований. Также они проанализировали пять экспериментальных исследований экспрессии генов у мышей и крыс после травмы спинного мозга, чтобы выяснить, были ли эти генные группы (и другие) значительно изменены.
Результаты научной работы
Ученые обнаружили 695 уникальных человеческих генов, которые были связаны с ответом на повреждение спинного мозга, и из них 151 были связаны более чем в одном исследовании. Дальнейший анализ показал, что гены биологически и функционально связаны, кодируя группы белковых молекул, которые физически взаимодействуют друг с другом.
Авторы исследования также обнаружили, что две группы генов (M3 и M7) включали большое количество генов, которые ранее были точно определены в экспериментах как важные в ответ на повреждение спинного мозга.
Четыре группы генов, включая M3 и M7, были включены, а еще две группы генов были отключены. Другие группы генов были важны только в определенный момент времени после травмы, предполагая, что они участвуют в переходе от острой травме к хронической.
Из всех изученных групп генов М3 были наиболее сильно связаны с тяжестью повреждения спинного мозга у мышей и крыс, что свидетельствует о том, что эти гены могут стать идеальным биомаркером для прогнозирования тяжести травмы. Действительно, один из генов этой группы, аннексин A1, ранее связанный с повреждением спинного мозга, смог отлично различать умеренно и сильно поврежденных крыс при использовании в качестве биомаркера.
«Мы разработали интегрированный системный подход, чтобы понять механизмы травмы спинного мозга», — заключает Джордан Сквайр (Jordan Squair), соавтор исследования. «Мы определили сигнатуры генов, которые предсказывают степень тяжести и, если они будут скорректированы терапевтически, они могут потенциально увеличить функциональное восстановление».
Авторы другого исследования утверждают, что нервные клетки спинного мозга восстанавливаются.
Ведущий специалист отдела организации клинических исследований, терапевт, врач ультразвуковой диагностики АО «СЗМЦ» (г. Санкт-Петербург), главный редактор, учредитель сетевого издания Medical Insider, а также автор статей
E-mail для связи – [email protected];
