Синдром ретта лечение стволовыми клетками результат
В исследовании на мышах продемонстрирована эффективность трансплантации костного мозга для лечения синдрома Ретта – тяжелого заболевания аутистического спектра, встречающегося с частотой 1 на 10-20 тыс. новорожденных девочек. Результаты исследования, опубликованные в журнале Nature, показали, что одной из причин этого редкого наследственного заболевания является сбой работы особых клеток иммунной системы головного мозга – микроглии.
Синдром Ретта – психоневрологическое наследственное заболевание, являющееся следующей по частоте после синдрома Дауна специфической причиной тяжелой умственной отсталости у девочек (мальчики с данным синдромом умирают в течение нескольких недель после рождения). Для больных синдромом Ретта характерны регрессия психического развития, аутичное поведение, потеря целенаправленных движений и появление стереотипных двигательных актов.
Синдром Ретта возникает вследствие мутаций в гене МЕСР2, расположенном в X-хромосоме и кодирующем метил-СрG-связывающий белок 2. Если ген нормален, кодируемый им белок в определенный момент развития мозга «выключает» из работы несколько других генов, и тогда мозг ребенка развивается нормально. В случае мутаций в гене своевременное выключение не происходит. Мозг, пропустивший этот момент, начинает развиваться неправильно – так возникает синдром Ретта. Мальчики, рождающиеся с мутацией гена МЕСР2, расположенного в единственной Х-хромосоме, умирают в течение нескольких недель после рождения. У девочек, несущих мутный ген МЕСР2 только в одной из двух Х-хромосом, развивается синдром Ретта. Адекватного лечения больных с синдромом Ретта к настоящему моменту не разработано: пока оно сводится лишь к облегчению симптомов заболевания.
Известно, что белок MECP2 регулирует активность многих генов, но как именно изменения в этом белке влияют на развитие синдрома Ретта, до сих пор остается невыясненным.
Результаты нового исследования, проведенного научной группой из Медицинской Школы при Университете Виргинии (University of Virginia School of Medicine, США), дают основание полагать, что причиной развития синдрома Ретта является нарушение нормального функционирования микроглии – особых клеток иммунной системы, локализованных в головном мозге. Полученные данные свидетельствуют о том, что трансплантация костного мозга или использование других методов, стимулирующих размножение иммунных клеток костного мозга, может оказаться эффективным для лечения пациентов с синдромом Ретта.
В нейронах синтезируется больше белка MECP2, чем в каких-либо других клетках головного мозга. Ранее в исследованиях на мышах было показано, что восстановление нормальной функции гена MECP2 в нейронах животных c моделью синдромом Ретта приводит к устранению некоторых симптомов заболевания [2]. Однако недавно ученые предположили, что в развитии синдрома Ретта участвуют и другие типы клеток головного мозга. Было выяснено, что повторная активация гена MECP2 в одном из типов нейроглиальных клеток головного мозга – астроцитах, выполняющих опорную функцию – устраняет у подопытных мышей страх и проблемы с движениями [3].
Руководитель настоящего исследования Джонатан Кипнис (Jonathan Kipnis), нейробиолог из Медицинской Школы при Университете Виргинии, и его научная группа сосредоточились на изучении другого специализированного типа клеток головного мозга – микроглии. Эти клетки являются фагоцитами, распознающими и уничтожающими инфекционные агенты в своем окружении. В более ранних исследованиях была выявлена ассоциативная взаимосвязь между состоянием различных клеток иммунной системы и функционированием головного мозга [4]. Эти данные заинтересовали Кипниса, и в экспериментах на нокаутированных по гену MECP2 мышах ученый решил выяснить, приведет ли к устранению симптомов заболевания замена «дефектной» иммунной системы клетками, имеющими нормальный ген MECP2. Для этого ученые уничтожили клетки иммунной системы (включая микроглиальные клетки) у животных в возрасте четырех недель путем облучения, а затем трансплантировали мышам клетки костного мозга с функционирующим геном MECP2. В костном мозге животных стволовые клетки сформировали новые клетки иммунной системы.
По словам Кипниса, мыши-самцы с синдромом Ретта, имеющие мутантный ген MECP2, погибали в течение двух месяцев, но животные, в организм которых были введены клетки костного мозга здоровых мышей-доноров, жили в течение одного года. После проведенного лечения подопытные самцы стали лучше себя чувствовать, у них нормализовалась двигательная функция, и они набрали больший вес по сравнению с мышами-самцами, которым не проводилась трансплантация. У мышей-самок с одним нормально функционирующим геном MECP2 через определенное время развивался синдром Ретта. Трансплантация костного мозга улучшала походку и функцию дыхания, нормализовала вес мышей-самок с синдромом Ретта.
На следующем этапе экспериментов исследовательской команде Кипниса необходимо было доказать, что наблюдаемые эффекты вызваны именно микроглиальными клетками головного мозга. Для этого ученые трансплантировали здоровый костный мозг мышам с моделью синдрома Ретта, которые перед этим не облучались, что позволило сохранить в головном мозге микроглиальные клетки. Результаты экспериментов показали, что трансплантация не повлияла на состояние здоровья этих мышей.
По мнению Кипниса, у микроглиальных клеток, полученных от мышей с синдромом Ретта, нарушена функция фагоцитоза, что приводит к патологическим изменениям функционирования нейронов. «Если эта гипотеза будет подтверждена результатами дополнительных исследований, можно будет попробовать провести клинические исследования, направленные на оценку эффективности трансплантации костного мозга у пациентов с синдромом Ретта», — считает Кипнис. При поддержке фонда Rett Syndrome Research Trust (Коннектикут, США) Кипнис обратился в центры трансплантации костного мозга для уточнения возможности проведения лечения больных таким методом. «Эти переговоры имеют предварительный характер, — отмечает Кипнис. — Метод обладает высокой эффективностью при применении на модели синдрома Ретта на мышах, но у мышей можно вылечить практически любое заболевание».
Более оптимистично Кипнис оценивает перспективы лечения больных с синдромом Ретта лекарственными препаратами, улучшающими функционирование микроглиальных клеток. Девочки с синдромом Ретта имеют один функционирующий ген MECP2, поэтому часть их микроглии может нормально работать.
«Результаты исследования подтверждают, что синдром Ретта – очень сложное заболевание, в патогенез которого вовлечены различные типы клеток и множество систем организма, — добавляет Гейл Мендел (Gail Mandel), нейробиолог из Орегонского Университета Науки и Здоровья (Oregon Health Sciences University, США). — Применение методов генной терапии может оказаться эффективным способом устранения всех этих проблем».
Синдром Ретта – заболевание аутистического спектра, вызывающее проблемы с общением и нарушающее координацию движения. (AP Photo/The Idaho Statesman)
Оригинальный текст: Ewen Callaway
По материалам Nature News
Литература:
1. Derecki, N. C. et al. Nature Advance online publication: https://nature.com/doifinder/10.1038/nature10907 (2012).
2. Guy, J., Gan, J., Selfridge, J., Cobb, S. & Bird, A. Science 315, 1143–1147 (2007).
3. Lioy, D. T. et al. Nature 475, 497–500 (2011).
4. Chen, S.-K. et al. Cell 141, 775–785 (2010).
Источник
Синдром Ретта возникает из-за неполадок в иммунной системе мозга: местные клетки-уборщики начинают плохо выполнять свою работу. Положение можно поправить с помощью здоровых стволовых клеток костного мозга, которые буду производить здоровые иммунные клетки нервной ткани. Синдром Ретта проявляется у девочек примерно между первыми полу- и полутора годами жизни. Поначалу он похож на обычный аутизм: у ребёнка появляются навязчивые действия, нарушается речь, движения замедляются, дитя находится в «отсутствующем» психологическом состоянии, впоследствии начинаются проблемы с дыханием. Заболевание неизлечимо и заканчивается смертельным исходом к 20–30 годам. Частота синдрома Ретта довольно высока: один случай на 10–15 тысяч. При этом известно, что его вызывает мутация гена MECP2, находящегося на Х-хромосоме. Это объясняет, почему синдром Ретта долгое время не был описан у мальчиков: эта мутация смертельна, если мутантный ген не продублирован нормальным на второй Х-хромосоме. Мальчики с синдромом Ретта умирают в первую неделю после рождения.
Белок, закодированный в MECP2, управляет активностью многих генов, но почему мутация в нём вызывает синдром Ретта, долгое время оставалось загадкой. В нейронах этого белка больше, чем в других клетках, и в ряде исследований удалось погасить симптомы заболевания, снабдив нейроны добавочным количеством MECP2. Впоследствии, однако, учёные начали подозревать, что дело тут не только в нейронах. Оказалось, что и клетки нейроглии вносят вклад в развитие синдрома Ретта: если в астроцитах восстанавливали синтез MECP2, у мышей исчезали характерные проблемы с координацией движений и снижался уровень тревожности.
В новой работе на эту тему учёные из Университета Виргинии (США) взялись исследовать роль других клеток нервной ткани — микроглии. Клетки микроглии — это макрофаги мозга, убирающие отходы жизнедеятельности других клеток;; они служат представительством иммунной системы в мозгу. Про связь иммунитета и неврологических заболеваний, выражающихся в том числе повторяющимся и навязчивым поведением, известно давно. Поэтому в данном случае логика исследователей вполне понятна.
Учёные предположили, что болезнь возникает из-за отключения гена MECP2 в иммунных клетках мозга. В ходе эксперимента клетки микроглии мышей с синдромом Ретта замещались нормальными иммунными клетками. Для этого у больных мышей иммунитет уничтожался радиоактивным излучением, после чего им пересаживали стволовые клетки костного мозга, которые дают начало всем иммунным клеткам, и микроглиальным тоже. Симптомы болезни исчезали и у самцов, и у самок: животные набирали вес, начинали нормально ходить и нормально дышать. Чтобы убедиться, что всё дело в мозговых иммунных клетках, при облучении мозг мышей оставляли нетронутым. При таком раскладе пересаженные нормальные стволовые клетки костного мозга не могли победить болезнь.
Скорее всего, клетки микроглии с мутантным геном MECP2 плохо выполняют свою работу, нервная ткань загрязняется, и нейроны начинают испытывать сильный дискомфорт. Разумеется, лечить синдром Ретта у людей с помощью инактивации и замены иммунитета пока что никто не предлагает; это всё-таки чересчур радикальный метод. Для начала исследователи попробуют найти средство, которое повышало бы уровень белка MECP2 в клетках микроглии, чтобы те могли нормально функционировать.
по информации: compulenta.ru
Источник
Синдром Ретта – генетическое заболевание, характеризующееся нарушением развития нервной системы по причине отсутствия ингибирования определенных генов. Проявлениями этого состояния являются прогрессирующая умственная отсталость у девочек (при крайне редких атипичных формах – и у мальчиков), мышечная гипотония, атаксия, искривления позвоночника. Диагностика синдрома Ретта основывается на данных общего и неврологического осмотра, магнитно-резонансной томографии, электроэнцефалографии и молекулярно-генетических анализов. Специфического лечения не существует (имеются лишь определенные наработки с обнадеживающими результатами при опытах на животных), применяют симптоматическую терапию для облегчения состояния больного.
Общие сведения
Синдром Ретта – генетическое заболевание психоневрологического характера, практически всегда развивающееся у девочек и проявляющееся тяжелой степенью умственной отсталости. Эта патология была впервые выявлена еще в 1954 году австрийским неврологом А. Реттом, однако в качестве отдельной нозологической единицы он выделил данное заболевание лишь в 1966 году. Широкую известность в научном мире синдром Ретта получил в 1983 году после исследований Б. Хагберга. Это состояние является довольно распространенным – его встречаемость составляет примерно 1:10-15 тысяч новорожденных девочек, всего на сегодняшний день описано несколько десятков тысяч случаев патологии. Механизм наследования синдрома Ретта – доминантный, сцепленный с Х-хромосомой, именно поэтому он встречается практически всегда у девочек. У мальчиков из-за отсутствия парной Х-хромосомы генетические повреждения, приводящие к такому заболеванию, почти всегда являются летальными. Однако существует несколько атипичных форм синдрома Ретта, характеризующихся более сглаженной клинической картиной и поэтому поражающих лиц мужского пола. Кроме того, у мальчиков такая патология может развиться при наличии дополнительной Х-хромосомы – синдроме Клайнфельтера.
Синдром Ретта
Причины синдрома Ретта
Этиология и патогенез синдрома Ретта достаточно сложны и обусловлены взаимодействием различных генов и их влиянием на развитие головного мозга человека. Первопричиной заболевания является нонсенс-мутация (по некоторым данным, к аналогичным нарушениям приводят и миссенс-мутации) гена MECP2, локализованного на Х-хромосоме, в результате чего его экспрессия полностью прекращается. Он кодирует специфический протеин под названием метил-CpG-связывающий белок 2, участвующий в регуляции транскрипции определенных участков ДНК. Данный белок содержит два домена, один из которых способствует его присоединению к метилированным участкам хромосом (которые расположены вблизи генов, регулирующих развитие головного мозга), а второй выступает как репрессор транскрипции. Причина синдрома Ретта как раз и заключается в отсутствии ингибирования некоторых генов, что приводит к нарушению формирования нервной ткани.
При этом синдром Ретта нельзя рассматривать как нейродегенеративное заболевание, так как при нем не наблюдается разрушения нейронов или нейроглии. Гистологические исследования тканей головного мозга больных выявляют нарушение ультраструктуры нервных клеток – уменьшение размеров, изменение количества дендритов, затрудненное образование нервных тканей. Объем нейроглии при синдроме Ретта снижен, в результате этого на макроскопическом уровне размер головного мозга тоже уменьшается на 20-30% по сравнению с возрастной нормой. Одной из причин вышеперечисленных процессов является отсутствие торможения выделения фермента GAD67 (ингибирование гена этого энзима осуществляется метил-CpG-связывающим белком 2), что, в свою очередь, приводит к увеличению концентрации тормозных трансмиттеров из группы ГАМК. В результате этого у больных синдромом Ретта наблюдается значительное превалирование процессов торможения в головном мозге, что отражается не только на физиологии центральной нервной системы, но и на ее морфологическом строении.
Врачами-генетиками было установлено, что полное отсутствие в геноме нормального гена MECP2 в подавляющем большинстве случаев является летальным состоянием и нередко приводит к внутриутробной смерти плода. Такое состояние имеет место у мальчиков (по причине наличия только одной Х-хромосомы) или у девочек-гомозигот, что встречается крайне редко. Из-за этого в половом распределении синдрома Ретта наблюдается абсолютное превалирование больных женского пола. Мутации гена MECP2 в большинстве случаев являются спонтанными или герминативными – предположительно, 70% случаев этого заболевания обусловлено генетическим дефектом Х-хромосомы в половых клетках отца. Дефекты этого гена приводят и другим патологиям центральной нервной системы – варианту Запела, синдрому Луба (Х-сцепленная умственная отсталость у мальчиков), врожденной энцефалопатии. Некоторые исследователи относят эти состояния к атипичным формам синдрома Ретта.
Симптомы синдрома Ретта
У новорожденных девочек синдром Ретта поначалу никак не проявляется, первые 6-12 месяцев развитие ребенка происходит обычными темпами без каких-либо отклонений. В дальнейшем прогрессирование заболевания характеризуется определенной стадийностью. Первая стадия синдрома Ретта, чаще всего возникающая в возрасте от 6-ти месяцев до 2,5 лет, характеризуется появлением у ребенка мышечной гипотонии, замедления психомоторного развития с последующим отставанием от сверстников, потерей интереса к играм и окружающим людям. Врачи-педиатры отмечают более медленный, нежели в норме, рост стоп и кистей в длину и замедление роста окружности головы. Иногда помимо неврологических проявлений может отмечаться нарушение работы печени, сердца, желудочно-кишечного тракта.
Вторая стадия синдрома Ретта характеризуется более выраженными клиническими проявлениями. Она развивается на протяжении 1-2 лет после появления первых симптомов заболевания, при этом у ребенка сначала наблюдается беспокойство, нарушения сна. Затем довольно быстро, всего за несколько недель, больные синдромом Ретта теряют практически все приобретенные до этого времени навыки – утрачивается речь, исчезает способность к ходьбе. Также для этой стадии развития патологии характерны расстройства дыхания – периоды апноэ по 1-2 минуты могут перемежаться с приступами учащенных и глубоких дыхательных движений (гипервентиляция). Дыхательные нарушения при синдроме Ретта отличаются наличием только при бодрствовании больного и отсутствием во время сна. Часто возникают многочисленные неврологические нарушения: атаксия, эпилептические припадки, часто повторяющиеся стереотипные движения.
Третья стадия синдрома Ретта называется псевдостационарной, так как при ней мало заметны признаки прогрессирования заболевания. Обычно она длится от 4 до 15 лет, состояние больных стабильно, однако наблюдаются судорожные приступы, глубокая умственная отсталость, гиперкинезы. В большинстве случаев синдрома Ретта этот этап оканчивается в пубертатном периоде. Четвертая стадия синдрома Ретта характеризуется уменьшением частоты эпилептических припадков вплоть до их исчезновения при прогрессировании двигательных расстройств. Большинство больных полностью теряют подвижность, возникает атрофия мышц, сосудистые нарушения в нижних конечностях, что может привести к развитию трофических язв. Из-за слабости мышечного корсета спины при синдроме Ретта возникает сколиоз или другие формы искривления позвоночника.
Диагностика и лечение синдрома Ретта
Диагностика синдрома Ретта производится на основании изучения анамнеза больного, его настоящего статуса, магнитно-резонансной томографии и энцефалографии, молекулярно-генетических анализов. Изучение наследственного анамнеза, как правило, не имеет особого смысла по причине спорадического характера мутаций гена MECP2. Характерными для синдрома Ретта являются нормальное развитие ребенка до 6-12 месяцев, возникновение мышечной гипотонии и беспокойства в раннем детстве, появление в дальнейшем атаксии и частых эпилептических припадков, стремительное утрачивание приобретенных навыков. В дальнейшем у больных регистрируется тяжелая умственная отсталость, мышечная слабость (вплоть до атрофии), искривление позвоночника, судорожные припадки.
При осмотре больных синдромом Ретта выявляется отставание в росте и его остановка, резкое уменьшение окружности головы, отсутствие речи (на начальных этапах патологии характерна эхолалия). На магнитно-резонансной томографии головного мозга обнаруживается уменьшение размера органа, нечеткая дифференциация серого и белого вещества, базальных ганглиев, снижение складчатости коры больших полушарий. Электроэнцефалограмма подтверждает снижение фоновой активности головного мозга и резко ослабленную реакцию на внешние раздражители. Наиболее точную диагностическую информацию дают методы современной генетики – поиск делеций в локусе гена MECP2 или прямое секвенирование его последовательности для определения мутаций. Такое подтверждение синдрома Ретта возможно и в рамках пренатальной диагностики генетических заболеваний. Вспомогательную роль в установлении этого состояния может играть обследование внутренних органов (например, методами УЗИ) – у 20-30% больных выявляется недоразвитие печени или селезенки.
Специфического лечения синдрома Ретта на сегодняшний день не существует. Имеются обнадеживающие данные некоторых исследовательских лабораторий, сотрудникам которых удалось «включить» ген MECP2 у мышей и тем самым добиться исчезновения симптомов заболевания. В сфере практической медицины пока доступна только симптоматическая терапия, однако и она сопряжена с рядом трудностей – в частности, эпилептические припадки при этом заболевании плохо поддаются устранению противосудорожными средствами. Также для лечения синдрома Ретта применяют ноотропные препараты, нарушения сна корректируют снотворными препаратами из группы барбитуратов или мелатонином.
Прогноз и профилактика синдрома Ретта
Прогноз синдрома Ретта неблагоприятный, так как это заболевание неуклонно ведет к тяжелой умственной отсталости, а также к ряду двигательных и неврологических нарушений. Пациенты с этой патологией при соответствующем уходе и симптоматическом лечении способны доживать до 40-50 лет, однако риск внезапной смерти у них довольно высокий. Значительно ухудшает прогноз синдрома Ретта и снижает продолжительность жизни больных наличие пороков развития внутренних органов, что имеет место примерно в трети случаев. Основная причина летального исхода – дыхательная или полиорганная недостаточность и внезапная смерть, у взрослых больных также велик риск инсульта. Профилактика синдрома Ретта возможна только в виде пренатальной диагностики этого заболевания генетическими методами. При наличии дефектной формы гена MECP2 у мальчика нарушение формирования головного мозга и внутренних органов можно заметить при профилактических ультразвуковых исследованиях во время беременности.
Источник