Սաղմնային պրոտեոգլիկանները և նեյրոդեգեներատիվ ախտաբանությունը

Վերջին տասնամյակների ընթացքում զգալիորեն շատացել են նեյրոդեգեներատիվ հիվանդությունների նոզոլոգիական և ախտահամալիրային դրսևորումները։ Դրանց թվին առաջին հերթին պատկանում է անոթային թուլամտությունը, որի հիմքում ընկած է գլխուղեղի անոթների արտերիոսկլերոտիկ ախտահարումը։ Երբեմնի հազվադեպ հանդիպող Ալցհեյմերի հիվանդությունը (ԱՀ) ներկայումս ախտահարում է միլիոնավոր մարդկանց, հատկապես տնտեսապես զարգացած երկրներում։ Լայն տարածում է գտել այն տեսակետը, որի համաձայն ԱՀ-ն հանելուկային պրիոնային ախտաբանության դրսևորումներից մեկն է։

Պրիոնային նեյրոդեգեներատիվ ախտաբանության հիմնական տարբերակը Կրեյտցֆելդտ-Յակոբի հիվանդությունն է (ԿՅՀ)` սպորադիկ և նոր, ատիպիկ ձևերով։ Ամբողջ աշխարհում առանձնահատուկ տագնապ առաջացրեց «կովերի կատաղության» համաճարակը Մեծ Բրիտանիայում և մի քանի այլ երկրներում։ Խոշոր եղջերավոր անասունների ախտահարված մսի օգտագործումը առիթ դարձավ ԿՅՀ-ի անբուժելի և արագընթաց տարբերակի ի հայտ գալուն։ ԿՅՀ-ի նոր տարբերակի համաճարակը համընդհանուր ուշադրության արժանացավ։ Եվրոպայի և մայրցամաքների շատ այլ երկրներում պրիոնի հայտնաբերման համար արդեն գործում են ախտորոշիչ լաբորատորիաներ և կատարվում են մորթի ենթարկված կենդանիների, ինչպես նաև նոր տարբերակի կլինիկական ախտանիշներ և համաճարակաբանական կապեր ունեցած անձանց սկրինինգ [1]։ՀՀ ԱՆ հատուկ վտանգավոր վարակների կանխարգելման կենտրոնում ևս ստեղծվել է պրիոնային ախտաբանության վաղ ախտորոշման լաբորատորիա։ Չնայած հումորալ (Western-blot) և իմունահիստոքիմիական մեթոդների բուռն զարգացմանը, հիվանդության վերջնական ախտորոշումը կատարվում է գլխուղեղի տարբեր բաժինների լուսային (հեմատոքսիլին-էոզինային պրեպարատներ) և պոլյարիզացիոն մանրադիտակային հետազոտությունների հիման վրա։ Ինչպես ԱՀ-ն, այնպես էլ ԿՅՀ-ն պաթոգնոմոնիկ նշան է նեյրոպիլում ամիլոիդային վահանիկների կրկնակի լուսաբեկումը (անիզոտրոպիա) և նեյրոնների սպունգանման (վակուոլային) դիստրոֆիան՝ հետագա բջջաքայքայմամբ (ցիտոլիզիսով)։

Հարկ է նշել, որ վերջին ժամանակներս պրիոնային ախտաբանությունը մեծ հետաքրքրություն է ներկայացնում նաև կենսաբանական ահաբեկչության տեսակետից։

Բացի պրակտիկ գործունեությունից, պրիոնային լաբորատորիայի աշխատակիցները Երևանի պետական բժշկական համալսարանի կենսաքիմիայի ամբիոնի հետ համատեղ իրականացնում են նաև գիտական հետազոտություններ, որոնց հիմնական նպատակն է պարզաբանել սաղմնային պրոտեոգլիկանների (ՍՊ) հնարավոր կանխարգելիչ դերը նեյրոդեգեներատիվ ախտաբանական երևույթների ծագման և զարգացման մեջ։ Հետազոտությունները կատարվում են մարդու և տարբեր փորձարարական կենդանիների, այդ թվում նաև նեյրոնային ծագման բջջային կուլտուրաների ալյումինիումի քլորիդով և b-ամիլոիդի ագրեգացված ֆրագմենտներով նեյրոդեգեներատիվ մոդելների վրա։ ՍՊ-ի ընտրությունը՝ որպես նեյրոդեգեներատիվ ախտաբանության կանխարգելիչ գործոնի, կատարված է` նկատի ունենալով նրա հետևյալ առանձնահատկությունները՝


Մարդու տարբեր ծագման բջջային կուլտուրաներում (in vitro պայմաններում) ուսումնասիրվել են ալյումինիումի իոններով առաջացրած նեյրոդեգեներացիայի պոպուլացիոն, մորֆոլոգիական և ցիտոմետրիկ ցուցանիշները և դրանց կորեկցիան սաղմնային ծագման պրոտեոգլիկաններով։ Հարկ է նշել, որ ալյումինիումի իոնների տոքսիկ ազդեցությունը սպեցիֆիկ չէ և կախված է բջջային կուլտուրաների տարբերակման մակարդակից։ Ալյումինիումի իոնների հանդեպ առավել զգայուն են մարդու նեյրոբլաստոմային SHSY5Y կուլտուրայի բջիջները։ Ռաբդոմիոսարկոմային RD կուլտուրայի բջիջներում ախտածին կազմաբանական դրսևորումները չեն տարբերվում SHSY5Y կուլտուրայի փորձարարական նեյրոդեգեներատիվ մոդելից։ Այն կարող է կիրառվել որպես ալյումինային տոքսիկոզի թեստ մոդել։ Մարդու ըմպանի ադենոկարցինոմայի HEp-2 կուլտուրայի բջիջները զգայուն չեն ալյումինիումի քլորիդի կիրառված քանակի հանդեպ, իսկ մարդու սաղմնային երիկամի HEK 293 կուլտուրայի բջիջները բավարար զգայուն լինելով` միջանկյալ տեղ են զբաղեցնում։

Զգայուն բջջային գծերի վրա ալյումինային տոքսիկոզի պոպուլացիոն ցուցանիշներ են բջջային միաշերտի նոսրացումը, միտոզների ընկճումը, առավելապես ապոպտոտիկ ճանապարհով մահացած բջիջների քանակի ավելացումը։ Ալյումինային տոքսիկոզի գնահատման ցիտոմետրիկ ցուցանիշներն են կորիզակային ինդեքսները։ Այսպես, SHSY5Y և RD կուլտուրաներում զգայուն ցուցանիշներ են կորիզակ/կորիզային մակերեսների հարաբերության նվազումը։ HEK 293 բջիջներում առավել տեղեկատվական ցուցանիշ է առանձին կորիզին ընկնող կորիզակների միջին թվի նվազումը։ SHSY5Y, RD և HEK 293 բջջային կուլտուրաներում ալյումինային տոքսիկոզի բջջակազմաբանական առանձնահատկություններն են՝ բջջի ձևավորման պրոցեսների խանգարումը, ցիտոպլազմայի վակուոլիզացիան։ Նեյրոնային ծագման բջիջներում կարճանում են ցիտոպլազմատիկ ելուստները։ Ալյումինիումի քլորիդի հանդեպ քիչ զգայուն HEp-2 կուլտուրայում զգալի քանակական հաստատունությամբ դիտվում են բջջային կոնտակտների խանգարումներ։

ՍՊ-ի ազդեցությամբ SHSY5Y և HEp-2 կուլտուրաներում նվազում է մահացած բջիջների քանակը։ HEp-2 բջջային պոպուլացիայում նվազում է նաև միտոտիկ ինդեքսը։ RD բջջային գծում մեծանում է ինչպես միտոտիկ ինդեքսը, այնպես էլ մահացած բջիջների տոկոսը։ HEK 293 բջջային կուլտուրան ինդիֆերենտ է ՍՊ-ի հանդեպ։ Ալյումինիումի քլորիդի և ՍՊ-ի համատեղ ներգործության պայմաններում վերջիններս կանխարգելում են ալյումինային տոքսիկոզին բնորոշ դեգեներատիվ դրսևորումները և առաջին հերթին ցիտոպլազմայի վակուոլիզացիան SHSY5Y կուլտուրայում։ Ալյումինիումի իոնների և ՍՊ-ի վնասող ազդեցության գումարման արդյունքում SHSY5Y, RD և HEK 293 բջջային կուլտուրաներում մեծանում է մահացած բջիջների տոկոսը [4]։

Սաղմնային պրոտեոգլիկանների նյարդապաշտպան հատկությունն ուսումնասիրվել է նաև ոչ սպեցիֆիկ (ալյումինով ինդուկցված) և սպեցիֆիկ (b-ամիլոիդով ինդուկցված) նեյրոդեգեներացիայի փորձարարական կենդանիների մոդելների վրա։ Պարզվել է, որ ալյումինով հարուցված նեյրոդեգեներացիան ուղեկցվում է գլխուղեղի կեղևում, հիպոկամպում և ուղեղիկում նեյրոնների վնասմանը բնորոշ տիպիկ մորֆոլոգիական պատկերի ի հայտ գալով, ինչպես նաև օքսիդացիոն սթրեսի ցուցանիշների բարձրացմամբ ոչ միայն ուղեղի տարբեր կառույցներում, այլ նաև թիմուսում, լյարդում, էրիթրոցիտների թաղանթում, արյան պլազմայում, ինչը վկայում է ախտահարման ոչ յուրատիպության մասին։ Ուղեղի ամիլոիդային վնասումը բերում է նյարդի աճի գործոնի ու ինսուլինանման աճի գործոն 1-ի քանակների փոփոխության ոչ միայն ուղեղի կառույցներում, այլ նաև թիմուսում, լյարդում և արյան մեջ։ Ապացուցված է, որ b-ամիլոիդի ներփորոքային ներմուծման ժամանակ գրանցվում է նեյրոակտիվ ամինաթթուների՝ ասպարտատի, գլուտամատի, գլիցինի, տաուրինի և ԳԱԿԹ-ի խտությունների փոփոխությունը գլխուղեղի կեղևում, հիպոկամպում և հիպոթալամուսում։ Հաստատված է, որ Ab-25-35-ի ուղեղային ներարկման արդյունքում տեղի է ունենում ուղեղի նեյրոնների դիստրոֆիկ փոփոխություն, ինչը ուղեկցվում է հիպոկամպի նեյրոնների սինապտիկ հաղորդականության վատթարացմամբ։

Պարզվել է, որ ՍՊ-ի կանխարգելիչ ներմուծումը բերում է վերը թվարկած բոլոր կենսաքիմիական ցուցանիշների կարգավորմանը՝ նեյրոնների անատոմիայի և ֆունկցիայի պահպանմամբ։

Այսպիսով, համալիր հետազոտությունների արդյունքում ստացված տվյալները վկայում են նեյրոնային վնասման պարագայում գլխուղեղի բջիջների յուրատիպ պատասխանի, ինչպես նաև սաղմնային պրոտեոգլիկանների կարգավորիչ նյարդապաշտպան հատկության մասին [5]։

Առանձին սերիայով փորձեր են անցկացվել սաղմնային տեղեկատվական սպիտակուց նեստինով, վիմենտինով (Western-blot), որը թույլ է տալիս օբյեկտիվացնել սաղմնային պրոտեոգլիկանների ազդանշանային տրանսդուկցիայի հնարավոր մեխանիզմները։

Այդ աշխատանքի նպատակն է պարզաբանել ոսկրածուծի դերը նեյրոդեգեներացիայի ժամանակ ՍՊ-ի ներգործության պայմաններում։ Այդ նպատակով նորմայում, Ալցհեյմերի հիվանդության փորձնական մոդելի վրա և ՍՊ-ի ազդեցության պայմաններում ոսկրածուծում հայտնաբերվել է NFkB և c-Fos տրանսկրիպցիոն գործոնների էքսպրեսիա։

ԱՀ-ի մոդելավորումը կատարվել է ներուղեղափորոքային ճանապարհով՝ ուղեղի կողմնային փորոքների մեջ երկու կողմից ներմուծելով 30 նմոլ b-ամիլոիդի 1-42 ֆրագմենտ` 200գ քաշին 1մկլ/ր արագությամբ։ Վիրահատության ընթացքում կենդանիները գտնվել են նեմբուտալային անզգայացման պայմաններում (40 մգ/կգ, ներերակային)։

ՍՊ-ն կենդանիներին տրվել է ենթամաշկային, 0.5 մգ/մլ, 100 գ քաշին, 7 օր, ամիլոիդային ֆրագմենտի ներմուծումից առաջ և 30 օր հետո։
NFkB և c-Fos տրանսկրիպցիոն գործոնների էքսպրեսիան որոշվել է՝ իմունաէլեկտրաֆորեզի (Western Blotting) եղանակով։ Կիրառվել են Santa Cruz Biotechnology Inc ընկերության NFkB և c-Fos տրանսկրիպցիոն գործոնների հակամարմինները։ Ստացված տվյալները վկայում են երկու տրանսկրիպցիոն գործոնների փոփոխությունների, հետևաբար նաև նեյրոդեգեներացիայի մեջ ոսկրածուծի ներգրավման մասին։ ՍՊ-ի ազդեցության պայմաններում հայտնաբերվել է նշված գործոնների էքսպրեսիայի կայունացում, որն էլ վկայում է պրոտեոգլիկանների հնարավոր անմիջական ազդեցության մասին տրանսկրիպցիոն գործոնների վրա։

Այսպիսով, սաղմնային պրոտեոգլիկանների հնարավոր հետագա կիրառումը՝ որպես կենսաբանական ակտիվ սուբստանցիա, բազմադեմ նեյրոդեգեներատիվ ախտաբանության ժամանակ ունի իր փորձարարական և տեսական հիմնավորումները։ Ստացված նախնական տվյալները ցույց են տվել, որ ՍՊ-ները ցուցաբերում են ոչ սպեցիֆիկ կարգավորիչ ազդեցություն նեյրոդեգեներացիայի վրա, և որպես ազդանշանային տրանսդուկցիայի ունակությամբ օժտված նորմալ սպիտակուց, զգալիորեն ակտիվացնում են վիմենտինի սինթեզը։ Դա թույլ է տալիս ենթադրել, որ բացի վերոնշյալ հատկություններից, ՍՊ-ները օժշտված են սանացիոն ազդանշանային տրանսդուկցիայով։

Գրականության ցանկ

1. Մկրտչյան Լ.Ն., Քամալյան Լ.Ա., Մելիք-Շահնազարյան Ռ.- Կովերի սպոնգիոզ էնցեֆալոպաթիաների ու մարդու Կրեյտցֆելդտ-Յակոբի հիվանդության նոր տարբերակի ժամանակակից հիմնախնդիրները // Առողջապահություն.- 2004.-N2.- 3-4.
2. Репин В.С., Ржанинова А.А., Шаменков Д.А. Эмбриональные стволовые клетки: фундаментальная биология и медицина // Москва.– 2002.– 172с.
3. Iwatsuki H. Vimerntin intermediate filaments. Function and implication in cell differentiation // Kawasaki Med J/–1999.– Vol. 25.– N2.– P. 39-58.
4. Каралян Н.Ю. Автореферат канд. дисс. // 2007.–22с.
5. Енкоян К.Б. Автореферат канд. дисс. // 2006.–25с.

Հեղինակ : Լևոն Մկրտչյան, Նաիրա Կարալյան, Մանվել Մանրիկյան, Կոնստանտին Ենկոյան, ՀՀ ԱՆ ՀՎՎԿԿ պրիոնային հիվանդությունների ախտորոշման լաբորատորիայից, ԵՊԲՀ կենսաքիմիայի ամբիոն
Աղբյուր : Առողջապահություն 01.2009


Ներկայացնող` Doctors.am