Хроническая Травматическая Энцефалопатия: Влияние Повреждения ДНК на Нейроны

Хроническая травматическая энцефалопатия (ХТЭ) связана с физическими травмами головы. Недавнее исследование показывает, что удары по голове могут вызывать воспаление и повреждения ДНК, которые накапливаются в клетках мозга с течением времени. Это повреждение ДНК, в конечном итоге приводящее к дисфункции и гибели клеток, похоже на повреждение, наблюдаемое у людей с болезнью Альцгеймера.

ХТЭ — это заболевание мозга, возникающее в результате повторяющихся ударов по голове. Футболисты, солдаты, боксеры и другие, испытывающие многократные удары, находятся под повышенным риском развития этой болезни. На данный момент ХТЭ может быть точно диагностирована только посмертно, и сопровождается характерным накапливанием белков в мозге и гибелью нейронов. В процессе жизни ХТЭ может вызывать потерю памяти, импульсивность, проблемы с моторикой и изменения настроения.

Ученые, проводившие новое исследование, решили разобраться в связи между повреждением ДНК и ХТЭ после того, как выяснили, что зрелые нейроны, которые не делятся, тем не менее накапливают мутации на протяжении жизни. В одном из прошлых исследований команда обнаружила, что эти мутации накапливаются даже быстрее в контексте таких заболеваний, как болезнь Альцгеймера.

В новом исследовании, опубликованном в журнале Science, исследователи проанализировали геномы отдельных нейронов, взятых у 15 человек, диагностированных с ХТЭ, а также у четверых людей с историей повторяющихся ударов по голове, но без ХТЭ. Нейроны сравнивали с клетками здоровых мозгов и клетками людей с болезнью Альцгеймера, применяя секвенирование всего генома на уровне одной клетки.

Результаты показали, что нейроны из мозгов с ХТЭ имели больше мутаций ДНК по сравнению со здоровыми мозгами. В среднем, у них наблюдалось около 114 дополнительных изменений в ДНК на нейрон. Однако у нейронов людей с повторяющимися ударами, но без ХТЭ, увеличение мутаций не наблюдалось.

Исследователи также выявили другой вид генетического повреждения: короткие вставки и удаления, известные как инделы, которые представляют собой добавление или вычитание букв в коде ДНК. Эти небольшие повреждения ДНК были более распространены в нейронах как из мозгов с ХТЭ, так и у больных Альцгеймером, чем у здоровых. У некоторых случаев ХТЭ нейроны содержали более тысячи инделов — эквивалент того, что может наблюдаться за более чем столетие нормального старения.

Хотя в исследовании напрямую не тестировали воспаление в нейронах, предыдущие работы показали, что оно связано с широким активацией микроглии — иммунных клеток мозга — при ХТЭ. Ученые полагают, что сочетание повторяющейся травмы головы и воспаления может создавать мощный удар по геному, приводя к повреждениям, подобным тем, которые вызывают ультрафиолетовые лучи в коже или табачный дым в легких.

В заключение, повторяющиеся удары по голове могут вызывать воспаление в мозге, способствуя накоплению мутаций ДНК в нейронах и внося вклад в клеточную дисфункцию и смерть. Эти результаты предполагают, что хотя травма головы остаётся ключевым триггером ХТЭ, долгосрочный вред, по всей видимости, вызывается повреждением ДНК, обусловленным воспалением.

Команда сейчас исследует, происходят ли подобные процессы и в других нейродегенеративных заболеваниях, таких как боковой амиотрофический склероз (БАС) и болезнь Хантингтона. «Это могло бы быть общим путем для разных заболеваний,» — говорит исследователь. «Мы хотели бы проследить биохимические этапы от воспаления до гибели нейронов и выяснить, где можно вмешаться.»