Исследователи сделали снимки антител, атакующих нейронный рецептор

Используя установку криоэлектронной микроскопии UT Southwestern, исследователи впервые получили изображения аутоантител, связанных с ами на поверхности нервных клеток, раскрывая физический механизм, стоящий за неврологическим аутоиммунным заболеванием. Выводы, опубликованные в Клетка, По словам авторов исследования, это может привести к новым способам диагностики и лечения аутоиммунных состояний.


«Мы вступаем в новую эру понимания того, как аутоиммунные заболевания действуют на центральную нервную систему», — сказала Коллин М. Новиелло, доктор философии, доцент кафедры неврологии UTSW, которая специализируется на криоэлектронной микроскопии (крио-ЭМ). ) изображения вплоть до атомарного уровня разрешения. Доктор Новиелло руководил исследованием совместно с Райаном Хиббсом, доктором философии, адъюнкт-профессором неврологии и биофизики, научным сотрудником Эффи Мари Кейн в области медицинских исследований и исследователем Института мозга Питера О’Доннелла-младшего и Харальдом Прюссом из Медицинский университет Берлина.

Исследователи изучали аутоиммунные заболевания — класс состояний, при которых иммунная система атакует здоровые части тела — на протяжении десятилетий. Однако первое аутоиммунное заболевание, нацеленное на белок ального ора, было обнаружено всего 15 лет назад, объяснил доктор Новиелло. С тех пор исследователи сообщили о существовании нескольких других заболеваний, подпадающих под эту категорию. К ним относятся аутоиммунный энцефалит, состояние, характеризующееся внезапным появлением тяжелых симптомов, включая психоз, судороги, двигательные расстройства, нарушение сознания и проблемы с вегетативной нервной системой, которая контролирует непроизвольные функции организма.

Исследователи в Германии недавно выявили пациента, которому тогда было 8 лет, чей аутоиммунный энцефалит, по-видимому, был вызван антителами, атакующими рецептор ГАМКА, белок, который находится на поверхности синапсов — специализированных структур, соединяющих клетки мозга. Роль этого рецептора заключается в подавлении возбуждения нейронов, уравновешивая электрические сигналы, вызванные возбуждающими рецепторами, для поддержания здоровой передачи сигналов между нервными клетками.

После подтверждения того, что два типа антител, полученных из иммунных клеток этого молодого пациента, легко связываются с рецептором ГАМК-А, д-р. Новиелло, Хиббс и их коллеги из лаборатории Хиббса выполнили крио-ЭМ — метод, который замораживает белки на месте для получения микроскопических изображений с высоким разрешением — для каждого антитела, связанного с рецептором. Центр крио-ЭМ UTSW, открытый в 2016 году при поддержке Техасского института профилактики и исследования рака (CPRIT), предоставляет 3D-изображения биологических молекул с разрешением до атома.

Изображения показывают, что как вместе, так и по отдельности антитела не позволяют ГАМКА-рецептору ингибировать нейронную передачу сигналов, вызывая чрезмерное электрическое возбуждение нейронов и приводя к воспалению мозга, гибели клеток и судорогам, характерным для аутоиммунного энцефалита. По словам доктора Новиелло, скрининг на эти антитела может привести к лучшей диагностике этого состояния; Точно так же поиск способов блокировать взаимодействие между этими антителами и их мишенью может привести к лучшим способам лечения.

Поскольку понимание аутоиммунных заболеваний нервной системы все еще находится в зачаточном состоянии, доктор Хиббс сказал, что он, доктор Новиелло и их коллеги планируют сделать изучение этих расстройств с помощью крио-ЭМ основным направлением исследований лаборатории Хиббса в будущем. Команда уже сотрудничает со Стивеном Вернино, доктором медицины, доктором философии, профессором неврологии, заместителем председателя по вопросам образования и преподавательского состава и заслуженным профессором преподавания; и Нэнси Монсон, доктор философии, адъюнкт-профессор неврологии и иммунологии, для изучения большего количества аутоиммунных состояний, поражающих центральную нервную систему.

Доктор Вернино является почетным профессором Рекса Грисволда в области множественной системной атрофии и почетным председателем Фонда доктора Боба и Джин Смит в области исследований нервно-мышечных заболеваний.

Другие исследователи UTSW, которые внесли свой вклад в это исследование, включают Jinfeng Teng.