Детские энцефалопатии генетического происхождения проявляются тяжелыми двигательными и умственными нарушениями с рождения. Одним из таких заболеваний, впервые идентифицированных в 2013 году, является GNAO1-ассоциированная энцефалопатия, вызванная мутациями в гене GNAO1. Чтобы лучше понять механизм данного заболевания, авторы нового исследования из Женевского университета (UNIGE) провели атомный, молекулярный и клеточный анализы. Ученые обнаружили, что мутация в GNAO1 приводит к замене одной аминокислоты на другую в последовательности белка. Этого достаточно, чтобы нарушить механизм активации и деактивации кодируемого белка, тем самым изменив способность нейронов правильно взаимодействовать с окружающей средой.
Новизна и практическая значимость исследования
Простая молекула цинка, обычно используемая при лечении других заболеваний, поможет восстановить, по крайней мере частично, функционирование белка, затронутого этими мутациями. Результаты исследования, опубликованные в журнале Science Advances, дают надежду на лечение, которое могло бы изменить жизнь пациентов и их семей.
GNAO1-ассоциированная энцефалопатия
У детей с GNAO1-ассоциированной энцефалопатией отмечаются выраженные клинические нарушения: задержка интеллектуального и моторного развития, неконтролируемые движения, а также выраженная эпилепсия, иногда сопровождающаяся поражением и атрофией головного мозга. GNAO1 кодирует белок под названием «Gαo», который является одним из наиболее важных строительных блоков нейронных клеток.
«Эта мутация является гетерозиготной доминантной, что означает, что одна из двух копий гена функциональна, а другая мутирована», — объясняет Владимир Катанаев, профессор кафедры клеточной физиологии и метаболизма медицинского факультета UNIGE, возглавлявший это исследование. «Даже если нейроны имеют половину нормальных белков, результаты развития нервной системы разрушены».
Цинк поможет в лечении GNAO1-ассоциированной энцефалопатии
«Это старый противогрибковый и антибактериальный препарат, используемый в форме крема при некоторых кожных заболеваниях. Мы продвинулись в анализе на шаг вперед, чтобы выяснить, была ли эффективна вся эта молекула или ее часть. Оказалось, что здесь эффективен ион цинка. Его очень легко найти в любой аптеке, он уже одобрен для лечения легкой депрессии, бессонницы и даже при некоторых нарушениях развития у детей», — комментирует Владимир Катанаев.
Чтобы подтвердить этот результат, исследовательская группа использовала инновационную животную модель: муху-дрозофилу.
«Мы модифицировали геном мух, чтобы воспроизвести мутацию гена GNAO1, сохранив нормальную копию гена, как у человека», — объясняет Михаил Савицкий, научный сотрудник лаборатории Владимира Катанаева и специалист по моделированию заболеваний у дрозофилы. «У мух были проблемы с подвижностью и сокращенная продолжительность жизни».
Однако добавление цинка в их рацион на протяжении всей жизни, начиная с личиночной стадии, позволило им почти полностью избавиться от этих симптомов.
«Этот результат действительно удивителен, тем более что цинк — безопасное, хорошо переносимое и недорогое вещество».
Первые испытания на пациентах выглядят многообещающе; теперь будут организованы клинические испытания, чтобы оценить, можно ли измерить улучшения в долгосрочной перспективе.
Авторы другого исследования утверждают, что цинк помогает предотвратить симптомы респираторной инфекции.
