Архив   Авторы  
Специалисты НИИ Нормальной физиологии им. П. К. Анохина (на фото) считают, что предотвратить заболевания поможет молекулярное тестирование

Мусор на вывоз
Общество и наукаТехнология

С помощью молекулярного тестирования крови теперь можно предсказать и предотвратить инсульт. Ученые использовали для этого "мусорщиков" человеческого организма аутоантитела иммунной системы, которые помогают избавляться от белков, отработавших свое

 

По данным ВОЗ, около 20 процентов жителей Земли страдают от гипертонии. По­след­стви­я­ми этой болезни являются ­инсульты и хронические заболевания мозга, называемые энцефалопатиями. В России в 2007 году случилось больше 400 тысяч инсультов, в Москве и Санкт-Петербурге в последнее время это главная причина смерти. Энцефалопатии не менее опасны: по оценкам специалистов, на планете ими страдают около 500 миллионов человек. При этом можно долго не замечать первых проявлений болезни. Есть разные симптомы - у кого-то головная боль, у кого-то шум в ушах, у кого-то страдает память. Часто их относят за счет возраста, считают проявлениями усталости. Когда поставлен соответствующий диагноз, выясняется, что лечение запоздало. А ведь известно, что почти половина больных, страдающих болезнью Альцгеймера, прошли стадию хронической энцефалопатии. Врачи-клиницисты в таких случаях лишь разводят руками: конечно, хорошо было бы иметь возможность предсказать, чем закончится гипертония для конкретного больного, и предотвратить тяжкие последствия... Однако, похоже, скоро решение будет найдено - и поможет в этом молекулярный тест, основанный на анализе состава аутоиммунных антител организма, разработанный учеными НИИ нормальной физиологии имени П. К. Анохина РАМН.

О пользе мусора

"Трудность состоит в том, что методов оценки ранних нарушений деятельности мозга практически не существует, - говорит заместитель директора института, заведующий лабораторией функциональной нейрохимии Владимир Шерстнев. - Очень трудно выловить ранние изменения внимания, запоминания". Принятые в психологии опросники, шкалы достаточно субъективны. К тому же в российских клиниках не хватает соответствующих специалистов - нейропсихологов. Ранние патологические изменения, происходящие в мозге, не фиксирует и магнитно-резонансная томография. Процессы идут на очень тонком уровне в мозговых структурах. Пожалуй, только выявив изменения в молекулярном составе тканей мозга, можно было бы поставить предварительный диагноз. Однако как "разобрать на молекулы" живой работающий мозг?

В поле зрения ученых попали антитела - особые молекулы, вырабатываемые лимфоцитами. Долгое время считалось, что антитела появляются в организме в ответ на проникающие в него чужеродные белки и что так иммунная система борется с атакующими ее факторами. Каждая подобная молекула способна сцепляться с определенным фрагментом молекулы "своего" белка по принципу "ключ - замок". Антитела выступают в организме в роли "мусорщиков", отправляя белки в ферментную плавильную печь организма. Впрочем, позже выяснилось, что организм вырабатывает антитела не только к чужим белкам, но и к своим. Зачем это нужно? Например, для того, чтобы бороться с продуктами клеточного распада. Ведь каждый день в организме человека отмирают сотни тысяч клеток. И аутоантитела-"мусорщики" выгребают множество белков - из печени, поджелудочной железы, мозга…

Но это еще не все. Наступает момент, когда аутоантитела выполнили свою работу. Их тоже нужно утилизировать. И для этого появляются свои антитела. "Существуют антитела нескольких порядков, - рассказывает Владимир Шерстнев. - Весь процесс выглядит так. К белковой молекуле вырабатывается антитело первого порядка, на него затем вырабатывается антитело второго порядка и так далее. Сейчас обнаружено до 14 порядков антител". Получается, что по составу и количеству антител в крови человека можно судить о процессах, которые происходят с "рабочими машинами" организма - белками. Ученые выяснили, что так можно заглянуть и в самый загадочный орган человека, мозг. "Мы выяснили, что ранними показателями хронической энцефалопатии могут быть аутоантитела к компонентам тканей мозга, особенно к тем веществам, которые характерны только для нервной системы, - говорит Шерстнев. - Это белки, которых нет в других органах и которые непосредственно связаны с обеспечением работы мозга".

Киллеры и хелперы

Двадцать пять лет назад, когда ученые начали работать над проблемой, все выглядело отнюдь не так просто. "Мы начали свои исследования с других заболеваний мозга, - рассказывает ведущий научный сотрудник лаборатории функциональной нейрохимии НИИ нормальной физиологии Марина Грудень. - Нашими первыми подопечными стали пациенты с эпилепсией и шизофренией". В то время психиатры относились к подобным опытам как минимум настороженно, а частенько и вовсе называли шарлатанством. Считалось, что мозг - это забарьерный орган: в него просто не могут проникнуть никакие антитела. Только в 80-е годы прошлого века ученые все же отыскали в нем иммунные клетки. "Наши эксперименты показали, что мозг проницаем, - рассказывает Грудень. - В своих опытах мы метили радиоактивным йодом белки, которые вводили лабораторным крысам в кровь. Примерно 25 процентов этого йода мы потом обнаруживали в мозге".

Первой диагностической задачей, которую ученые попробовали решить с помощью нового метода, была проблема, поставленная неонатологами. По словам Марины Грудень, до 50-60 процентов новорожденных страдают нарушениями деятельности мозга. Причиной становятся и гипоксия плода, и вирусные заболевания у матери. Проведя обследование, мы обнаружили у младенцев достаточно много материнских антител, которые выступали как регуляторные факторы, не позволявшие структурам детского мозга нормально развиваться на уровне плода. Исследования проводили в течение нескольких лет. В результате выяснилось, что около 1-3 процентов малышей с повышенным титром определенных антител к нейроспецифическим антигенам, в частности белкам, попали в группу риска по детскому церебральному параличу, другие в дальнейшем испытывали задержки умственного развития. Так ученые с помощью антител сумели доказать, что многие проблемы коренятся в ранних нарушениях деятельности мозга, о которых сигнализируют определенные антитела. Следующим шагом стало изучение этой проблемы у взрослых.

Ученые подвели под свои рассуждения серьезную теоретическую базу. "Мы исходили из того, что в организме человека существует единая регуляторная система, и никогда не разделяли нервную, иммунную и эндокринную системы", - говорит Владимир Шерстнев. Этот тезис, выдвинутый еще в XIX веке российскими учеными, был надолго забыт, и только в 80-х годах прошлого столетия в США объявили о существовании новой науки, психонейроиммунологии. Вторым принципом, положенным в основу новой концепции, был тезис о том, что рождение, развитие и смерть организма - взаимосвязанные процессы. Поэтому "молекулярная волна", связанная с каким-то процессом, неизбежно охватывает весь мозг. Как выяснилось, одни и те же молекулы вовлечены одновременно в процессы развития, роста и гибели клеток. Одни и те же молекулы, в частности нейроспецифические белки, при различном содержании в клетках выполняют различную роль. "В низкой концентрации это факторы с нейротрофической активностью, поддерживающие определенные группы нейронов, - говорит Грудень. - Но если содержание или экспрессия этих белков увеличиваются и их внутриклеточная концентрация возрастает, они выполняют совершенно другую функцию - вызывают гибель клеток". Получается, что на молекулярном уровне организму не нужно иметь "киллеров" и "хелперов". Одни и те же молекулы действуют как солдаты: какое задание дали, какая генетическая программа сработала, такую функцию они выполняют.

"Мы пошли дальше и обнаружили, что существуют так называемые межсистемные факторы, которые могут выполнять самые разные функции - например, работать в мозге и одновременно участвовать в дифференцировке опухолевых клеток, - рассказывает Марина Грудень. - В первое время мне очень трудно было объяснять медикам, почему для диагностики энцефалопатии мы выбрали фактор, работа которого была исследована при лейкемии человека, а теперь изучаем его работу в мозге у животных и человека. Хотя, признаться, я и сама была удивлена, обнаружив этот фактор в гиппокампе у лабораторных животных. У меня даже мелькнула мысль: "Что же он тут делает?" Однако причина была проста: он действует в соответствии с тем заданием, которое получил в организме".

Инсулиновая проба

В основу своих тест-систем ученые положили ряд факторов. Например, тестируя болезнь Паркинсона, они использовали антитела к инсулину, изменения метаболизма которого никто никогда не связывал с нейродегенеративными заболеваниями. Никому просто никогда не приходило в голову посмотреть, что при этом происходит с продукцией антител к инсулину. Ученые наткнулись на удивительный результат случайно. Исследуя болезнь Паркинсона, ученые сначала использовали в качестве маркера очень дорогой белок. Эксперименты были затратными, и ученые попытались найти фактор подешевле. Попробовали инсулин, который сейчас производится для нужд диабетиков в громадных количествах и потому стоит недорого. И тут выяснилось, что он может служить маркером.

Создавая тест-системы, ученые работали с антителами первого и второго порядка. "По тому, как быстро появляются "ответные" антитела на первичные антитела, можно судить об уровне их продукции, - говорит Марина Грудень. - Если этот уровень резко падает или возрастает, можно предположить, что произошел сбой системы организма". Очень важно понять, на какой стадии болезни находится пациент. "Если у него произошел первичный сбой системы, то, скорее всего, он не будет нуждаться в жесткой терапии, - считает Владимир Шерстнев. - Человеку помогут релаксирующие процедуры, плавание в бассейне и так далее. Но если он находится на продвинутой стадии, его можно и нужно лечить". Тест-системы включают в себя белки, которые непосредственно связаны с работой мозга. Выводы, к которым пришли ученые, часто кажутся парадоксальными. Например, существуют белки, постоянное увеличение экспрессии которых при развитии заболеваний мозга свидетельствует о том, что произошли драматические изменения естественного баланса между рождающимися и погибающими клетками. Обычно врачи в таких случаях прописывают пациентам препараты, снижающие гибель клеток. Однако знание сложной механики происходящих процессов диктует другой подход к лечению. "Скорее, нужно стимулировать рождение новых клеток, а не блокировать их естественную смерть", - говорит Марина Грудень.

Ученые сопоставили девять молекулярных показателей с шестьюдесятью клиническими параметрами состояния пациента, больного энцефалопатией, и подвергли свои данные специальной математической обработке. В результате появилась формула болезни из шести параметров. В эту формулу заложили данные исследований. Исследователи получили достаточно строгое количественное соотношение показателей различных антител к особым белкам, указывающее на определенную стадию развития болезни. Теперь они собираются создать на основе этой модели компьютерную программу для врачей-клиницистов, с помощью которой можно было бы обрабатывать данные анализов. Будущая программа выдаст врачу диагноз и прогноз заболевания, а также поможет рассчитать нужные дозы препаратов.

"Сейчас мы с определенной долей уверенности можем дать человеку не только прогноз на 3-5 лет, но и советы, - говорит Марина Грудень. - Когда мы говорим о генетических заболеваниях, то тут, честно говоря, мало что можно изменить. Но если болезнь Альцгеймера приобретенная, если такое же происхождение у инсульта… В этом случае можно многое сделать. Изменив свою жизнь хотя бы немного, научившись отдыхать и расслабляться, получая правильную терапию, человек может подарить себе дополнительные 10-15 лет здоровья". Огромный подарок, если вспомнить о средней продолжительности жизни в нашей стране.

Политика и экономика

Что почем
Те, которые...

Общество и наука

Телеграф
Культурно выражаясь
Междометия
Спецпроект

Дело

Бизнес-климат
Загранштучки

Автомобили

Новости
Честно говоря

Искусство и культура

Спорт

Парадокс

Анекдоты читателей

Анекдоты читателей
Популярное в рубрике
Яндекс цитирования

Copyright © Журнал "Итоги"
Эл. почта: itogi@7days.ru

Редакция не имеет возможности вступать в переписку, а также рецензировать и возвращать не заказанные ею рукописи и иллюстрации. Редакция не несет ответственности за содержание рекламных материалов. При перепечатке материалов и использовании их в любой форме, в том числе и в электронных СМИ, а также в Интернете, ссылка на "Итоги" обязательна.

Согласно ФЗ от 29.12.2010 №436-ФЗ сайт ITOGI.RU относится к категории информационной продукции для детей, достигших возраста шестнадцати лет.

Партнер Рамблера