Новітні наукові дослідження проливають світло на складний механізм розвитку хронічної травматичної енцефалопатії (ХТЕ), розкриваючи неочікуваний зв’язок між фізичними ушкодженнями голови, запальними процесами та руйнуванням ДНК у мозкових клітинах. Виявляється, накопичення цих пошкоджень з часом може спричинити клітинну дисфункцію та загибель, що дивним чином нагадує процеси, які спостерігаються при хворобі Альцгеймера – прогресуючому нейродегенеративному захворюванні, що спричиняє руйнування клітин мозку, призводячи до втрати пам’яті та когнітивних функцій.
ХТЕ – це захворювання мозку, тісно пов’язане з повторними ударами по голові. Професійні гравці в американський футбол, військові, боксери та інші особи, які регулярно зазнають подібних впливів, мають значно вищий ризик її розвитку, ніж пересічні громадяни. Наразі остаточний діагноз ХТЕ можна встановити лише після смерті, під час розтину, виявляючи характерне накопичення білків у мозку та загибель нейронів. За життя ця недуга проявляється втратою пам’яті, імпульсивністю, порушеннями рухових функцій та змінами настрою.
Відкриття, що змінює погляди на стабільність геному нейронів
Вчені, які стоять за цим новим відкриттям, заглибилися у зв’язок між ушкодженням ДНК та ХТЕ після того, як виявили, що зрілі нейрони – клітини, які не діляться – все одно накопичують мутації протягом життя. Доктор Крістофер Волш, генетик з Дитячої лікарні Бостона, що є відомим медичним закладом у США, один з авторів обох досліджень, зазначив: “Раніше ми вважали, що нейрони мають найстабільніші геноми в організмі. Але виявилося, вони набирають мутації рік за роком, і ці мутації прискорюються при нейродегенеративних захворюваннях.” Це відкриття 2015 року, опубліковане у престижному журналі “Science”, показало, що мутації накопичуються ще швидше в контексті таких хвороб, як Альцгеймер. Він додав, що ця загадка спонукала до пошуку відповіді – чи може пошкодження ДНК також бути причиною втрати нейронів при ХТЕ.
Деталі новаторського дослідження
У своєму останньому дослідженні, оприлюдненому 30 жовтня в поважному журналі “Science”, науковці провели ретельний аналіз геномів окремих нейронів. Для цього вони відібрали зразки у п’ятнадцяти осіб, яким після смерті було діагностовано ХТЕ, а також у чотирьох людей з історією повторних травм голови, але без ознак ХТЕ. Ці нейрони порівнювали з клітинами здорових мізків та з клітинами пацієнтів, які страждали на хворобу Альцгеймера. Дослідження здійснювалося за допомогою повногеномного секвенування однієї клітини, методу, що дозволяє детально проаналізувати всю ДНК в кожній окремій клітині.
Результати виявили, що нейрони з мозку, ураженого ХТЕ, містили значно більше мутацій ДНК, ніж клітини здорових мізків. В середньому, кожен нейрон мав приблизно 114 додаткових точкових змін у коді ДНК. Проте, у нейронах людей, які пережили багаторазові удари по голові, але не мали ХТЕ, зростання мутацій порівняно зі здоровим мозком не спостерігалося. Що цікаво, характер мутацій, виявлених при ХТЕ, виявився дуже схожим на той, що відбувається при хворобі Альцгеймера – обидва стани демонстрували збільшену кількість мутацій та подібні типи змін ДНК.
Небезпечні індели та роль запалення
Дослідники також зафіксували інший вид генетичного ушкодження: короткі вставки та делеції, відомі як індели, – це коли літери додаються або видаляються з ДНК. Ці мікроскопічні розриви ДНК були більш поширені в нейронах мізків, уражених як ХТЕ, так і хворобою Альцгеймера, ніж у здорових. У деяких випадках ХТЕ нейрони містили понад тисячу інделів – це еквівалентно тому, що можна спостерігати протягом більш ніж століття нормального старіння. За словами доктора Волша, такі численні індели, ймовірно, здатні спричинити серйозну дисфункцію або навіть загибель уражених клітин.
Хоча це дослідження безпосередньо не перевіряло запалення в нейронах, попередні роботи співавторів – доктора Енн МакКі, невропатолога з Центру ХТЕ Бостонського університету (відомого своєю передовою діяльністю у вивченні мозку), та Джона Черрі, невролога з того ж університету, – вже продемонстрували широке поширення активації мікроглії, імунних клітин мозку, в мізках, уражених ХТЕ.
“Ми вважаємо, що ХТЕ може бути поєднанням повторних травм голови та запалення”, – пояснив доктор Волш. – “Ця комбінація може бомбардувати геном тими ж руйнівними процесами, які викликає ультрафіолетове світло в шкірі або тютюновий дим у легенях,” оскільки обидва ці впливи провокують пошкодження ДНК. Отже, повторні удари по голові, ймовірно, запускають запальні процеси в мозку, що, своєю чергою, сприяє накопиченню ДНК-мутацій у нейронах, що веде до їхньої дисфункції та загибелі. Ці висновки припускають, що хоча черепно-мозкова травма залишається основним тригером ХТЕ, довгострокова шкода, ймовірно, спричинена пошкодженням ДНК, викликаним запаленням.
Команда дослідників наразі вивчає, чи відбуваються подібні процеси при інших нейродегенеративних захворюваннях, таких як бічний аміотрофічний склероз (БАС) – рідкісне, але руйнівне захворювання нервової системи, що вражає рухові нейрони, – та хвороба Хантінгтона – спадкове генетичне захворювання, що викликає прогресивну дегенерацію нервових клітин у мозку. “Це може бути спільним кінцевим шляхом для багатьох захворювань”, – розмірковує Волш. – “Ми прагнемо відстежити біохімічні етапи від запалення до загибелі нейронів і з’ясувати, де ми можемо втрутитися, щоб запобігти цьому”.
