Болезнь Паркинсона как системная синуклеинопатия: экспериментальное и клиническое исследование

КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Номер проекта 19-15-00320

НазваниеБолезнь Паркинсона как системная синуклеинопатия: экспериментальное и клиническое исследование

Руководитель Иллариошкин Сергей Николаевич, Доктор медицинских наук

Организация финансирования, регион федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Научный центр неврологии" , г Москва

Конкурс №35 - Конкурс 2019 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований отдельными научными группами»

Область знания, основной код классификатора 05 - Фундаментальные исследования для медицины; 05-101 - Экспериментальная медицина

Ключевые слова Болезнь Паркинсона, экспериментальный паркинсонизм, дофаминергические нейроны, альфа-синуклеин, иммуногистохимия, системная синуклеинопатия, биопсия, периферические проявления, биомаркеры, молекулярный патогенез.

Код ГРНТИ76.00.00

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
Болезнь Паркинсона (БП) – нейродегенеративное заболевание, распространенность которого составляет 120–150 случаев на 100 000 населения, в том числе 1–2% у лиц старше 70 лет. Основные двигательные проявления БП (гипокинезия, мышечная ригидность, тремор покоя) обусловлены гибелью дофамин-продуцирующих нейронов черной субстанции среднего мозга. Согласно современным представлениям, ведущая роль в развитии нейродегенеративного процесса при БП отводится пресинаптическому белку альфа-синуклеину (а-Син), участвующему в процессах везикулярного транспорта. Ключевым этапом молекулярного патогенеза БП считается изменение нативной конформации а-Син, с формированием нейротоксичных белковых агрегатов и характерных цитоплазматических включений – телец и нейритов Леви. Для агрегированной формы α-Син характерно фосфорилирование по серину-129, что изменяет растворимость и другие свойства белка. При наследственных формах БП патология а-Син обусловлена мутациями в гене данного белка (SNCA) либо в генах, связанных с гомеостазом а-Син. При более частой спорадической форме БП агрегация а-Син в нейронах обусловлена сложным взаимодействием экзогенных воздействий (например, потенциальных нейротоксинов), особенностей генома и метаболизма на фоне истощения эндогенных механизмов клеточной детоксикации по мере старения. В последние годы показано, что первоначально агрегаты а-Син и тельца Леви появляются не в дофаминовых клетках черной субстанции, а в обонятельных луковицах, нейронах дорсального ядра блуждающего нерва, ядрах шва и ретикулярной формации, и лишь позднее процесс распространяется на средний мозг и церебральную кору. Более того, в латентном периоде БП синуклеиновая патология может выявляться в периферических вегетативных нейронах – клетках кишечных и тазового сплетения, дистальных симпатических терминалях, нейронах надпочечников, слюнных желез, кожи. Именно в связи с таким распространенным и мультиорганным характером синуклеиновой патологии БП на протяжении длительного времени может проявляться совокупностью ряда немоторных симптомов – сенсорных (нарушение цветового зрения, снижение обоняния), вегетативных (констипация, симпатическая денервация миокарда и др.), нервно-психических (нарушение поведения в фазе быстрого сна, депрессия). В настоящее время делаются попытки изучения биомаркерной роли а-Син при БП как с помощью анализа концентрации белка и его фосфорилированной изоформы в биологических жидкостях, так и с помощью детекции патологических агрегатов а-Син в вегетативных нервных волокнах периферических тканей (слюнные железы, кожа, ректальная слизистая и др.), однако до настоящего времени результаты этих работ остаются противоречивыми. Между тем, детальный анализ «периферических» проявлений БП, отражающих динамику накопления а-Син в вегетативных нервных волокнах, установление последовательности появления агрегатов а-Син в различных органах и тканях весьма актуальны и имеют большое значение как с фундаментальных позиций (раскрытие молекулярного патогенеза нейродегенеративного процесса), так и с точки зрения разработки новых диагностических биомаркеров заболевания. Настоящий проект направлен на детальную оценку различных уровней вовлечения нервной системы в "альфа-синуклеиновый каскад" при БП, а также раскрытие закономерностей формирования и фенотипических проявлений системной патологии альфа-синуклеина при БП и экспериментальном паркинсонизме. В работе будут установлены конкретные таргетные сайты патологического процесса (различные органы и ткани), а также изучена взаимосвязь между вовлечением этих "мишеней" и многообразными моторными и немоторными симптомами БП. Научная новизна и комплексность поставленной задачи определяются одновременной оценкой а-Син на разных уровнях нервной системы (головной мозг, периферические ткани, изолированные культуры нейронов) и на разных объектах: 1) Пациенты с различными формами/стадиями БП. У больных будет проводиться иммуногистохимическое исследование биоптатов слюнной железы и кожи для выявления патологии а-Син в периферических вегетативных нейронах. Помимо этого, у пациентов с БП будут исследованы новые клинико-нейрофизиологические маркеры синуклеиновой патологии, локализованной в сетчатке (оптическая когерентная томография, цветовые зрительные вызванные потенциалы) и стволовых сомногенных и окуломоторных структурах (полисомнография с выявлением патологического поведения в фазе "быстрого сна", количественная окулография). Выявленные проявления синуклеинопатии на уровне периферических тканей и различных отделов ЦНС будут сопоставлены с данными нового режима визуализации черной субстанции среднего мозга – меланин-чувствительной МРТ. 2) Аутопсийный материал: распределение а-Син будет исследовано в головном мозге и периферических тканях умерших пациентов с БП из биобанка Научного центра неврологии. 3) Экспериментальные модели БП in vivo: крысы и мыши с различными вариантами токсического паркинсонического синдрома. Будут исследованы животные с МРТР-, паракват- и OHDA-индуцированным паркинсонизмом. Первые две модели будут получены при различных режимах системного введения токсинов, что позволить изучать системную патологию а-Син и других проявлений нейродегенеративного процесса в ЦНС и периферических тканях, тогда как модель с интранигральным введением 6-OHDA будет служить специфическим контролем ("локальный" паркинсонизм без системных проявлений). Такой сравнительный подход к оценке проявлений синуклеинопатии является новым и ранее в экспериментальных исследованиях БП не применялся. 4) Культуры дофаминергических нейронов, полученных в результате клеточного репрограммирования (технология индуцированных плюрипотентных стволовых клеток) от пациентов с генетическими (мутации SNCA, LRRK2) и спорадическими формами БП. Таким образом, в проекте впервые будут изучены не менее 5 различных уровней нервной системы – вегетативные нейроны периферических тканей (слюнные железы, кожа), периферические нервы, дофаминергические нейроны сетчатки, центральные зрительные пути, нейрональные системы ствола головного мозга и опосредуемые ими нейрофизиологические реакции (глазодвигательные, сомногенные и др.). Характеризация БП как системной синуклеинопатии и уточнение роли периферического фактора в генезе болезни могут существенно расширить современное понимание механизмов развития церебральных протеинопатий. На основании полученных данных будут предложены новые биомаркеры синуклеиновой патологии, имеющие важное диагностическое и прогностическое значение.

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Публикации

1. Ставровская А.В., Воронков Д.Н., Кутукова К.А., Иванов М.В., Гущина А.С., Иллариошкин С.Н. Паракватная модель паркинсонизма и выявление фосфорилированного α-синуклеина в энтеральной нервной системе у крыс Вестник РГМУ, №5, с.63-69 (год публикации - 2019)
10.24075/vrgmu.2019.058

2. Иллариошкин С.Н., Коновалов Р.Н., Федотова Е.Ю, Москаленко А.Н. Новые МРТ-методики в диагностике болезни Паркинсона: оценка нигральной дегенерации Анналы клинической и экспериментальной неврологии, №4, C.77-84 (год публикации - 2019)
10.25692/ACEN.2019.4.10

3. Сальков В.Н., Воронков Д.Н., Хачева К.К., Федотова Е.Ю., Худоерков Р.М., Иллариошкин С.Н. Клинико-морфологический анализ случая болезни Паркинсона Архив патологии, Том 82, №2, С.52-56 (год публикации - 2020)
10.17116/patol20208202152

4. Даниленко В.Н., Ставровская А.В., Воронков Д.Н., Гущина А.С., Марсова М.В., Ямщикова Н.Г., Ольшанский А.С., Иванов М.В., Иллариошкин С.Н. Использование фармабиотика на основе штамма Lactobacillus fermentum U-21 с целью модуляции нейродегенеративного процесса при экспериментальном паркинсонизме Анналы клинической и экспериментальной неврологии, Том 14, №1, С.62-69 (год публикации - 2020)
10.25692/ACEN.2020.1.7

5. Иванов М.В., Кутукова К.А., Худоерков Р.М., Ставровская А.В. Иммуноморфологические изменения нейрональных и не нейрональных структур тонкой кишки крыс на токсической модели паркинсонизма Бюллетень экспериментальной биологии и медицины (год публикации - 2021)

6. Кутукова K.A., Фрумкина Л.Е., Иванов М.В., Новосадова Е.В., Симонова В.В., Антонов С.А., Гривенников И.А., Иллариошкин С.Н., Хаспеков Л.Г. Ultrastructural organization of ventral mesencephalic neurons derived from human induced pluripotent stem cells Human Physiology, Vol. 46, №8 (год публикации - 2020)

7. Cухоруков В.С., Воронков Д.Н., Баранич Т.А., Муджири Н.М., Магнаева А., Иллариошкин С.Н. Impaired mitophagy in neurons and glial cells during aging and age‐related disorders International Journal of Molecular Sciences, V. 22, 10251. (год публикации - 2021)
10.3390/ijms221910251

8. Салмина А.Б., Капкаева М.Р., Ветчинова А.С., Иллариошкин С.Н. Novel approaches used to examine and control neurogenesis in Parkinson's disease International Journal of Molecular Neuriosciences, V.22, 9608 (год публикации - 2021)
10.3390/ijms22179608

9. Хачева К.К., Иллариошкин С.Н., Карабанов А.В., Чечеткин А.О. Сравнительная диагностическая чувствительность транскраниальной сонографии черной субстанции и биопсии слюнной железы у пациентов с болезнью Паркинсона Известия Российской Военно-медицинской академии, Том 40, №4, С. 101-106 (год публикации - 2021)
10.17816/rmmar83635

10. Федотова Е.Ю., Полькина Н.В., Михайлова Е.Н., Иллариошкин С.Н. Нейродегенеративные изменения сетчатки при болезни Паркинсона Российский неврологический журнал, №6 (год публикации - 2021)

11. Ставровская А.В., Даниленко В.Н., Воронков Д.Н., Гущина А.С., Марсова М.В., Ольшанский А.С., Ямщикова Н.Г., Иллариошкин С.Н. A pharmabiotic based on the Lactobaciluus fermentum U-21 strain modulates the toxic effect of 1-methyl-4-phenyl-1,2,3,6-tetrahydropyridine as an inducer of parkinsonism in mice Human Physiology, 2021, №8 (год публикации - 2021)

Публикации