Генные мутации как причина возникновения деменции

Большая часть случаев развития слабоумия может быть связана не с наследственными факторами, а с появлением новых «точечных» мутаций в небольшом наборе генов в отдельных клетках мозга. Об этом пишут генетики в статье, опубликованной в журнале Nature Communications.

«Население Земли стремительно стареет, и сегодня все больше людей страдает от старческой деменции. Мы до сих пор не понимаем, откуда берутся эти проблемы и почему часть из нас становится их жертвами, а другие нет. Деменция имеет генетическую подоплеку, но почему-то это никак не отражается на наследственности», — рассказывает Патрик Чиннери из Кембриджского университета.

И болезнь Альцейгмера, и болезнь Паркинсона вызываются накоплением в нервных клетках различного белкового «мусора», который постепенно убивает нейроны в разных частях мозга. Это ведет к потере памяти и старческому слабоумию, а также к потере контроля над конечностями при развитии болезни Паркинсона.

Причины развития этих болезней и других форм слабоумия пока остаются загадкой для ученых. Поиски их корней осложняются тем, что лишь в пяти процентах случаев развития деменции биологи и врачи находят однозначные намеки на то, что больные унаследовали эти проблемы от своих родителей. Это мешает раскрытию механизмов развития болезней и определению факторов риска.

Патрик Чиннери и его коллеги нашли возможное объяснение всем этим странностям, проанализировав, как распределены мелкие мутации по разным регионам мозга у примерно пяти дюжин пожилых людей, часть из которых страдала от «классической» деменции и болезни Альцгеймера.

Выбрав примерно две сотни образцов тканей и 600 тысяч клеток, ученые извлекли из них образцы ДНК и прочитали каждый из них по пять тысяч раз, исключая возможность случайного появления ошибок при составлении списка «опечаток» в геноме нейронов. После этого они выделили сто генов, связанных с развитием болезней мозга, и сравнили их структуру в каждом образце мозга.

Как отмечают исследователи, их интересовали две вещи: отличается ли структура этих генов в клетках одного и того же мозга, и как часто появляются подобные «аномалии». Их присутствие, в свою очередь, говорит о том, что эти мутации не были унаследованы от родителей, а появились уже после оплодотворения яйцеклетки.

«Эти мутации появляются в ДНК во время деления клеток, что может объяснять, почему многие люди становятся жертвами болезней Альцгеймера и Паркинсона, не имея родственников с подобными недугами. Они формируются во время развития мозга зародыша и «сидят в засаде», ожидая, когда их обладатель постареет», — объясняет Чиннери.

Как оказалось, подобные «опечатки», так называемые соматические мутации, существовали в клетках мозга примерно половины пожилых людей, изученных авторами статьи. При этом они присутствовали как в нервной ткани здоровых участников эксперимента, так и в нейронах носителей деменции и болезни Альцгеймера.

Позже ученые выяснили, что эти мутации встречались в мозге больных и здоровых пожилых людей далеко не случайным образом. К примеру, старческое слабоумие оказалось связано с повреждениями в генах DNMT3A и TET2, управляющих ростом сосудов мозга и работой барьера между кровеносной системой и его тканями.

Дальнейший поиск подобных соматических мутаций в мозге пациентов с деменцией, как надеются ученые, поможет оценить, как сильно подобные новые «опечатки» в ДНК влияют на ее развитие. Это, по словам Чиннери, критически важно для понимания того, будут ли помогать те лекарства, которые сегодня создаются для лечения болезни Альцгеймера, широким массам людей.