Новое исследование Тель-Авивского университета показывает, что определенные условия окружающей среды могут ускорить структурные изменения, которые происходят в миелиновых оболочках в начале рассеянного склероза (РС). Миелиновые оболочки – это "изолента" окружающие аксоны; аксоны переносят электрические импульсы в нейронах.
Исследование демонстрирует, что миелиновые оболочки претерпевают структурные изменения, вызванные изменениями местных условий окружающей среды, таких как концентрация соли (соленость) и температура. Эти переходы, согласно исследованию, делают организм уязвимым для аутоиммунных атак, которые могут привести к рассеянному склерозу.
Исследованием руководил проф. Рой Бек из Школы физики и астрономии ТАУ под руководством Роны Шахарабани, докторанта в проф. Бека и Маор Рам-Он, докторант кафедры проф. Лаборатория Ронена Талмона в Технологическом институте Техниона. Он был опубликован в Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).
Предыдущее исследование профессора. Бек обнаружил, что изменения в структуре миелиновых оболочек являются фактором развития рассеянного склероза.
"Современные терапевтические подходы сосредоточены на аутоиммунном ответе без выявления виновника," говорит проф. Бек. "Мы обнаружили, что при определенных условиях окружающей среды, таких как повышенная соленость и температура, миелиновые оболочки, защищающие нейроны, претерпевают структурные переходы, соответствующие патологическим структурам миелина при рассеянном склерозе."
Физиологические условия регулируются в самом организме, но температура и соленость подвержены локальным внешним изменениям. Результаты, представленные в исследовании, показывают, что даже незначительные изменения в этих условиях могут вызвать рассеянный склероз.
"Миелиновые оболочки претерпевают структурные переходы на молекулярном уровне под воздействием различных условий окружающей среды. Эти небольшие модификации создают структурную нестабильность, которая позволяет иммунной системе атаковать нейроны," говорит Шахарабани.
Исследователи использовали рассеяние рентгеновских лучей и криогенную просвечивающую электронную микроскопию (крио-ТЕМ) для отслеживания и измерения миелиновых оболочек на моделях здоровых и больных животных. Они обнаружили, что здоровые ламеллярные мембраны спонтанно трансформируются в различные патологические структуры наноразмерных трубок, которые называются перевернутыми гексагональными формами.
"Эти результаты подчеркивают, что местные условия окружающей среды имеют решающее значение для функции миелина. Эти состояния следует рассматривать как альтернативные возможности для ранней диагностики и как средство предотвращения начала демиелинизации," говорит Шахарабани. "Поскольку мы считаем, что эти структурные модификации приводят к уязвимости миелиновой мембраны для атак иммунной системы, это может помочь объяснить причины рассеянного склероза и, возможно, проложить путь к лечению или излечению.
"Поскольку теперь у нас есть новое понимание биофизики для исследования деградации миелиновых оболочек, мы ищем других кандидатов, которые могут вызвать такой структурный переход. Существует несколько подходящих молекулярных кандидатов, в том числе специфические белки и другие изменения в жирных кислотах миелина, которые могут помочь в борьбе с рассеянным склерозом и связанными с ним заболеваниями," Шахарабани заключает.