Доктор Александра Рутковска из Центра заболеваний головного мозга и кафедры анатомии и нейробиологии Гданьского медицинского университета получила постдокторскую стипендию в конкурсе L'Oréal-ЮНЕСКО «Для женщин и науки» в 2023 году, а также стипендию для выдающихся молодых ученых, присуждаемую Министерство науки и высшего образования.
Он изучает механизмы повреждения миелиновых оболочек головного мозга. Он ищет способы предотвратить и восстановить повреждение миелина, особенно в контексте рассеянного склероза.
Миелин как изоляция электрического кабеля
«Миелиновая оболочка выполняет ту же функцию, что и изоляция электрических проводов. Благодаря тому, что кабель изолирован, электрические заряды из него не выходят. По такому же принципу в головном мозге электрические импульсы между нейронами (аксоны которых окружены миелиновой оболочкой) передаются быстро и эффективно. Когда эта оболочка, состоящая из липидов и белков, разрушается, это похоже на то, как если бы у нас был кабель, изоляция которого была разрушена. Мало того, что электрические импульсы передаются гораздо медленнее, аксоны также дегенерируют, и если оболочка не будет восстановлена, нейроны погибнут», — описывает доктор Рутковска.
Миелиновая оболочка повреждается при хронических аутоиммунных демиелинизирующих заболеваниях, в том числе: такие как: рассеянный склероз, нейродегенеративные заболевания и др. при болезнях Альцгеймера и Паркинсона, а также в результате внезапных событий, таких как инсульт или вирусная инфекция. Утрата миелиновой оболочки вызывает ряд неврологических симптомов: проблемы с равновесием, когнитивные расстройства и нарушения мышечных функций.
«Причины демиелинизации при разных заболеваниях различны. При рассеянном склерозе клетки нашей иммунной системы атакуют белки миелина, поскольку распознают в них захватчиков. Это целый каскад событий, который приводит к гибели олигодендроцитов, то есть клеток центральной нервной системы, которые строят миелиновую оболочку», — поясняет исследователь.
Он подчеркивает, что при болезни Альцгеймера или Паркинсона знания исследователей о том, что происходит с миелиновыми оболочками, гораздо меньше, чем в случае рассеянного склероза. В целом пока неясно, что первично: влияет ли дисфункция олигодендроцитов (образующих оболочку) на развитие этих заболеваний или их течение вызывает нарушение функции этих клеток.
Сложные пути реконструкции миелина
Доктор Рутковска, ища методы лечения, стимулирующие реконструкцию миелиновых оболочек, исследует функции ряда рецепторов (белков или молекул на поверхности или в клетке, играющих ключевую роль в общении внутри клеток или между ними), которые могут иметь важное значение. в процессе реконструкции миелина.
Хотя методы лечения, модулирующие течение заболевания, известны и применяются при рассеянном склерозе, гибель клеток все же происходит. У некоторых пациентов миелин прекрасно восстанавливается, у других — нет. В любом случае, он никогда не будет таким, каким был изначально разработан. А когда у кого-то случается много рецидивов заболевания, он со временем вообще не выздоравливает.
«В лабораторных исследованиях мы можем удалить миелин, например, химическим путем, и проверить, с помощью различных молекул, активирующих тот или иной рецептор, он возвращается быстрее и эффективнее или, наоборот, тормозится. Используя наши лабораторные модели, мы тестируем методы, с помощью которых можно регулировать этот процесс», — отмечает исследователь.
«Имея дело с новой потенциальной терапевтической мишенью, например, с рецептором, мы начинаем исследования с самых простых моделей, то есть с коммерчески доступных клеточных линий. Затем мы переходим к первичным клеткам, которые изолируем из ткани мыши, и тестируем на них молекулы, чтобы узнать о процессах, которые происходят после активации данного рецептора молекулой, которая его активирует (так называемый агонист). Мы активируем или блокируем тот или иной рецептор и видим, как он влияет на функционирование клеток. В случае олигодендроцитов нас интересует процесс ремиелинизации (перестройки миелиновой оболочки), можем ли мы ускорить или затормозить дифференцировку олигодендроцитов. Пути исследования, т.е. так называемые Исследования такого типа преследуют множество терапевтических целей», — признает доктор Рутковска.
В настоящее время д-р Рутковска возлагает самые большие надежды на рецептор EBI2, который она исследует со времени защиты докторской диссертации. В случае с этим рецептором уже проводятся передовые исследования на животных и с использованием человеческих тканей, собранных у людей с рассеянным склерозом. Рецептор EBI2 обнаруживается преимущественно на иммунных клетках, таких как В- и Т-лимфоциты, и регулирует реакцию иммунной системы.
«Изначально мои исследования были сосредоточены на изучении иммунологических функций этого рецептора в глиальных клетках центральной нервной системы. Мы обнаружили, что миелинизация задерживалась у мышей, генетически модифицированных без EBI2. Это позволило нам предположить, что EBI2 может играть важную роль в биологии олигодендроцитов и структуре миелиновой оболочки», — вспоминает доктор Рутковска.
Результаты этих и последующих исследований доктора Рутковской функции рецептора EBI2 в олигодендроцитах и миелинизации были опубликованы, среди прочего, в Журнале нейровоспаления, Европейском журнале нейробиологии или Международном журнале молекулярных наук.
«В настоящее время мы тестируем молекулу, которая активирует рецептор EBI2 для ускорения процесса восстановления миелина после удаления миелина у мышей. Проблема заключалась в том, что в естественной форме он имел очень короткий период полураспада — всего полчаса. Это означает, что через полчаса после приема в организме остается только половина введенного количества, а остальная часть выводится. Не было бы смысла его тестировать, но благодаря сотрудничеству с химиками из Гданьского политехнического университета нам удалось продлить это время до 12 часов», — рассказывает исследователь.
Если доклинические исследования пройдут успешно, ученые планируют перейти к клиническим испытаниям.
«К сожалению, этот процесс не только длительный, но и требует значительных финансовых ресурсов. Более того, мы верим в реалистичный подход. Большинство веществ, дошедших до фазы клинических испытаний, не достигают успеха, несмотря на многообещающие доклинические результаты. Причины этих неудач можно найти с обеих сторон – как в сфере доклинических исследований на животных, так и в клинических испытаниях. Поэтому переводческие исследования считаются особенно требовательными», — описывает исследователь.
Ученый, готовься к пути, полному неудач
Доктор Рутковска подчеркивает, что в случае такого типа исследований важно понимать, что 70-80 процентов работа заканчивается неудачей. Когда кто-то представляет на научной конференции вдохновляющие результаты исследований, мы часто не осознаем, что эти 50 минут презентации стоят 20 лет работы.
«Что дает мне мотивацию, так это то, что иногда что-то получается, что-то получается. Тогда радость огромна и невероятно мотивирует. Так что успехи есть, но мы должны знать, что на этом пути нас ждут десятки неудач. Эксперименты иногда просто не удаются. Тогда также стоит помнить, что даже если мы в чем-то терпим неудачу, мы все равно вносим свой вклад в развитие знаний, потому что кто-то другой больше не должен идти по нашему пути», — признает исследователь.
Доктор Александра Рутковска является лауреатом многочисленных грантов, премий и наград за свою научную работу. Она опубликовала более десятка оригинальных научных статей в известных международных журналах, а количество цитирований ее работ превышает 300.
Наука в Польше, Эвелина Крайчиньска-Вуец
экр/агт/
