Стволовые клетки помогут понять механизмы возникновения синдрома неймегеновского повреждения

Учёным из Дюссельдорфского университета имени Генриха Гейне (Heinrich-Heine University Duesseldorf, Германия) удалось создать индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (ИПСк), полученные от пациентов с редким расстройством — синдромом неймегеновского повреждения. Полученные ИПСк были превращены в нейроны на ранней стадии развития для изучения процессов, приводящих к неврологическому фенотипу, наблюдаемому у больных. Результаты исследования опубликованы в Cell Reports.

Синдром неймегеновского повреждения (англ. Nijmegen breakage syndrome, NBS) – деструктивное заболевание, при котором дети страдают от микроцефалии, когнитивных нарушений, карликовости, иммунодефицита и предрасположенности к онкологии. Синдром обусловлен мутацией в гене NBS1, полученном от обоих родителей.

Известно, что ген NBS1 играет важную роль в распознавании разрывов в ДНК ребёнка, чем объясняется иммунодефицит и предрасположенность к раку у пациентов. Однако до сих пор не было известно, как NBS1 влияет на развитие мозга и, в частности, на его аномально малые размеры у детей.

Таким образом, полученные от пациентов индуцированные плюрипотентные стволовые клетки и возможность превращения их в нейроны, позволят учёным изучить причины повреждений мозга, наблюдаемые у больных детей.

Профессорам Михаилу Голдбергу (Michal Goldberg) и Ниссиму Бенвенисти (Nissim Benvenisty) из Еврейского университета в Иерусалиме (Hebrew University of Jerusalem) совместно с профессором Джеймсом Аджайе (James Adjaye) из университета им. Генриха Гейне удалось создать ИПСк двух пациентов – мальчика и девочки, страдающих от синдрома неймегеновского повреждения. Учёные изучили подробные характеристики полученных клеток. Предыдущие исследования NBS были проведены с использованием клеток кожи, поэтому причины неврологических патологий так и не были выяснены.

Исследователи неожиданно обнаружили, что р53, ген, известный своей важной ролью в предотвращении рака, может быть ответственен за неврологический фенотип при синдроме неймегеновского повреждения. Учёные показали, что р53 является мишенью для гена NBS1, в связи с чем было выдвинуто предположение о роли р53 в раннем развитии нервной системы.

В настоящем исследовании учёные обнаружили, что поскольку у пациентов с NBS отсутствует ген NBS1, р53 не работает должным образом, что, в свою очередь, приводит к предрасположенности к раку, а также влияет на раннее развитие нервной системы.

«Индуцированные плюрипотентные стволовые клетки, полученные от пациентов с синдромом неймегеновского повреждения, являются мощным инструментом для изучения различных аспектов заболевания, главным образом, неврологического фенотипа, так как мы можем превратить эти клетки в нейроны и исследовать моменты развития болезни, которые до сих пор не были изучены», — говорит профессор Голдберг, главный соавтор исследования.

Индуцированные плюрипотентные стволовые клетки, обладающие теми же нарушениями, что и их предшественники, имеют два важных преимущества: они могут превратиться в любой тип клеток, который мы хотим изучить, а также они способны к бесконечному делению. Таким образом, мы можем использовать эти клетки для скриннинга лекарственных препаратов, которые смогут откорректировать некоторые дисрегуляции путей, обнаруженные нами, принимающие участие в развитии синдрома. В нашем случае это будет сделано при помощи полученных нейронов, однако может быть выполнено на любом другом типе клеток, в зависимости от ткани, нуждающейся в лечении».

По словам профессора Аджайе, основные и дополнительные линии индуцированных плюрипотентных стволовых клеток с NBS сыграют важную роль в моделях in vitro для изучения основных механизмов, раскрывающих связь между нарушением нейрогенеза, и возникновением микроцефалии. Для этих целей планируется создать органоиды мозга из клеток с синдромом неймегеновского повреждения и сравнить их с аналогичными органоидами, полученными из клеток здоровых людей.