моделирование нейродегенаративных заболеваний

Введение
Термин «нейродегенеративные заболевания» определяет большую группу заболеваний у больных преимущественно старшего возраста, которые характеризуются медленно прогрессирующей гибелью определенных групп нервных клеток и одновременным постепенным нарастанием атрофии соответствующих отделов мозга.
В последние несколько десятилетий были получены новые знания о субклеточных структурах, их роли в нормальном метаболизме и следствиях их нарушений. Установлено, что демиелинизирующие заболевания являются следствием дисфункции ферментов ядра, митохондрий, лизосом, пероксисом и цитоплазмы.
В соответствии с субклеточной локализацией лежащих в основе метаболических дефектов классификация наследственных демиелинизирующих нарушений подчеркивает клиническую, нейропатологическую, биохимическую схожесть в пределах одной категории заболеваний и различия между различными категориями. Предпочтительно классифицировать приобретенные демиелинизирующие заболевания по тем же самым причинам в соответствии с лежащими в основе их развития причинами на инфекционно-воспалительные, неинфекционно-воспалительные, токсико-метаболические, травматические и гипоксически-ишемические.
Развитие дегенеративных состояний связано с неустановленными причинами, эти болезни из-за прогрессирующей гибели нейронов характеризуются поражением определенных нейрональных систем. Распределение патологических изменений происходит двусторонне и симметрично, хотя на ранней стадии эти заболевания могут затрагивать одну половину туловища или одну конечность.
Заболевание сопровождается появлением тремора, ограничением произвольных движений, возникновением дистонии, хореи, миоклонуса, тиков и других аномальных движений, возможно развитие слабоумия и других когнитивных расстройств.
Дегенеративные заболевания включают в себя хорею Гентингтона, болезнь Альцгеймера, болезнь Паркинсона, болезни мотонейрона, боковой амиотрофический склероз, люмбальную атрофию Пика.
Дегенеративные заболевания нервной системы являются широко распространенными болезнями – болезнь Паркинсона или Альцгеймера диагностируется у 1 человека из 1000. Причем в настоящее время доказано, что нейродегенеративные заболевания не являются характерными только для старшей возрастной группы, например, чаще всего отмечаются в продуктивном возрасте дистонические синдромы.
Изучение патогенеза и поиск новых методов лечения требует создания моделей для изучения нейродегенеративных заболеваний.
Целью работы является изучение моделирования нейродегенеративных заболеваний.
В рамках поставленной цели решаются следующие задачи:
− ознакомиться с классификацией нейродегенеративных заболеваний;
− выявить теории патогенеза этих забоолеваний;
− изучить особенности моделей нейроегенеративных заболеваний.
Объект исследования: нейродегенеративные заболевания.
Предмет исследования: моделирование нейродегенеративных заболеваний.

 
Глава 1. Характеристика нейродегенеративных заболеваний
1.1 Классификация нейродегенеративных заболеваний
Нейродегенеративные заболевания представляют собой группу наследственных или приобретённых в основном медленно прогрессирующих заболеваний нервной системы. Прогрессирующая гибель нервных клеток (нейродегенерация), которая приводит к различным неврологическим симптомам, прежде всего, к деменции и нарушению движений, является общим для этих заболеваний. Заболевания могут развиваться в различном возрасте, могут протекать диффузно или генерализованно, гистологически для них характерен специфический тип изменений.
К сожалению, общепризнанной классификации нейродегенеративных заболеваний, не существует.
К нейродегенеративным заболеваниям относятся (по Mackenzie et al)
Таупатии, представляющие собой нейродегенеративные заболевания, связанные с патологическим в так называемые нейрофибриллярные клубки слипанием тау-белка в тканях мозга.
К таупатиям относятся:
− Болезнь Альцгеймера
− Прогрессирующий супрануклеарный парез взора
− Кортикобазальная дегенерация
− Болезнь серебряного зерна
− Фронтотемпоральная деменция и паркинсонизм 17 хромосомы (FTDP-17)
− Болезнь Пика
Патоморфологической основой этой группы нейродегенеративных заболеваний является чрезмерное фосфорилирование белка-таупротеина и его фиксация в виде своеобразных патологических структур в клетках головного мозга. Этот процесс нарушает жизнедеятельность нейрона.
Синуклеопатии:
− Болезнь Паркинсона
− Деменция с тельцами Леви
− Мультисистемная атрофия
 
Заключение
Неуклонно происходящее практически во всех странах мира Постарение населения ведет к тому, что происходит увеличение числа людей, имеющих заболевания, характерные для лиц пожилого и старческого возраста. Существенное место среди таких заболеваний занимают нейродегенеративные заболевания.
В настоящее время становится глобальным приоритетом борьба с нейродегенеративными патологиями человека и управление их всепроникающим социально-экономическим воздействием. Большинство нейродегенеративных расстройств человека, несмотря на их пагубное воздействие на качество жизни человека и систему здравоохранения, по-прежнему остаются неизлечимыми и не предотвратимыми. Поэтому становится актуальной разработка новых терапевтических вмешательств против таких недугов.
Исследование нейродегенеративных заболеваний включает рассмотрение широкого круга вопросов, в частности, проблем этиологии, факторов риска, релевантных признаков, маркеров различной природы, диагностики, возможностей профилактики, лечения и предсказания течения заболевания, индивидуализации подходов к диагностике и лечению, оценки необходимости обеспечения постоянного ухода или госпитализации, создания автоматизированных систем удаленного мониторинга больных и ухода за ними.
Применение современных методик анализа для решения всех этих вопросов оказывается в высшей степени полезным. Основное внимание при анализе нейродегенеративных заболеваний уделяется диагностике болезни. Однако, особенности нейродегенеративных заболеваний заключаются в наличии длительного бессимптомного периода, во время которого начинаются дегенеративные изменения
До недавнего времени с трудом поддавалась изучению клеточная биология нейродегенеративных заболеваний, но стало возможным создание моделей заболеваний на основе соматических клеток с открытием индуцированных плюрипотентных стволовых клеток.
Методы по повышению эффективности перепрограммирования со временем были усовершенствованы, таким образом, как один из методов перепрограммирования были открыты невирусные векторы, а также использованы совершенно новые методы редактирования генома, что дало возможность создания генетически исправленных линий стволовых клеток, полученных от исследуемого пациента.
Моделирование нейродегенеративных заболеваний дало возможность выявить фенотипы нейродегенеративных заболеваний, которые были подвержены действию характерных критических факторов для лучшего изучения, таких как стресс и клеточное старение. Помимо этого, были рассматриваются вопросы дальнейшей перспективы использования моделей на основе стволовых клеток нейродегенеративных заболеваний, например, в скрининге линий стволовых клеток для дальнейшего создания и тестирования клеточной терапии и терапевтических лекарственных средств.
Возможно внедрение клеточной трансплантации в медицинскую практику для лечения этих расстройств. Таким образом, изучение и создание моделей позволит понять патогенез этих болезней в полной мере, что значительно облегчит изучение и разработку новых лекарственных средств.
Модели нейродегенеративных заболеваний на основе стволовых клеток, дают возможность преодоления трудностей в изучении механизмов развития заболеваний, частично обусловленных ограниченным доступом к человеческим нервным клеткам.
В современной нейробиологии растущую роль играют новые высокотехнологичные подходы к моделированию нейродегенеративных заболеваний человека. К ним относится позволяющее осуществлять коррекцию генетических дефектов на уровне клеток направленное геномное редактирование с помощью искусственных нуклеазных систем (CRISPR/Cas9 и др.).
Применение технологии геномного редактирования на специализированных нейронах и стволовых клеток, получаемых от больных с наследственными формами нейродегенерации в результате клеточного репрограммирования представляется особенно перспективным. Геномное редактирование дает возможность быстрого и высокоэффективного создания нокаутных линий стволовых клеток для связанных с изучением функций генов работ, а также с внесением в геном стволовых клеток мутаций для точного воспроизведения условий изучаемой болезни и возможной коррекции дефекта гена.