Исследователи из Люксембургского центра биомедицинских систем в Университете Люксембурга под руководством доктора Мануэля Буттини успешно определили метаболические профили, или метаболом, разных областей головного мозга, и их открытия могут помочь лучше понять нейродегенеративные заболевания. Метаболом представляет все или, по крайней мере, значительную часть метаболитов в данной ткани, и таким образом дает картину ее физиологии.

«Наши результаты, полученные на мышах, являются перспективными, — говорит Мануэль Буттини. – Они открывают новые возможности для лучшего понимания нейродегенеративных заболеваний, таких как болезнь Паркинсона, и могут предложить новые пути терапевтических вмешательств. Кроме этого, при помощи метаболических профилей, которые мы определили, эффективность новых терапевтических вмешательств может быть проверена более качественно, чем при использовании более общих подходов». Исследователи недавно опубликовали свои результаты в American Journal of Pathology.

Нейродегенеративные процессы, — такие, как те, что происходят при болезни Паркинсона, — характеризуются патологическими изменениями клеток головного мозга: эти клетки теряют свою структуру и функции в ходе процесса, который сопровождается изменениями их метаболизма. До сих пор, большинство ученых были всегда сосредоточены только на одном или нескольких аспектах болезней для того, чтобы лучше описать и понять основные механизмы их развития. Анализируя весь метаболом в целом, исследователи из Люксембургского центра биомедицинских систем реализовали более глобальный подход: они теперь могут анализировать сотни биомолекул, которые производят нервные клетки верхней, средней и нижней областей головного мозга мыши. В ходе эксперимента, они не только изучали здоровый мозг, но и также мозг, в котором возникла нейродегенерация.

«Для изучения метаболических сигнатур головного мозга, мы использовали газовую хроматографию в сочетании с масс-спектрометрией. Этот подход особенно подходит для анализа проб из комплексных тканей», — объясняет доктор Кристиан Ягер, один из трех основных авторов исследования. При помощи метаболических исследований – области, в которой Люксембургский центр биомедицинских систем является одной из ведущих мировых институций, — можно определить известные и пока еще неизвестные биомолекулы в образцах тканей. После измерений, исследователи использовали биоинформационный подход для того, чтобы специфически вывести метаболический профиль каждой области головного мозга.

Эти усилия были возглавлены доктором Энрико Глаабом, вторым основным автором исследования. «Мы обнаружили, что множество молекул вместе отражают специфическое функциональное состояние нервных клеток в каждой области головного мозга». Сравнивая свои наблюдения с микроскопических анализом патологических процессов в нервных клетках, ученые смогли показать, какой именно метаболический профиль связан с дегенерацией этих клеток.

«Ясно, что совместные усилия экспертов из самых разных областей, междисциплинарный подход, который поощряется в Люксембургском центре биомедицинских систем, сделали возможным это исследование. В этом случае, эксперты в нейробиологии, биохимии, молекулярной биологии, биоинформатике собрались вместе для успешного завершения исследования», — сказал доктор Алессандро Мичелуччи, третий основной автор исследования.

Наши наблюдения имеют важное значение, с одной стороны, прокладывая путь к открытию новых терапевтических возможностей по борьбе с нейродегенерацией, — сказал доктор Мануэль Буттини, — и, с другой стороны, для развития новых препаратов для борьбы с заболеваниями, такими как болезни Паркинсона и Альцгеймера. Действительно, анализируя метаболические профили, а не только микроскопические клеточные изменения или индивидуальные биомолекулы, можно лучше понять эффекты новых терапевтических средств для лечения болезней головного мозга».