Новая модель смертельных заболеваний головного мозга, разрабатываемая на плодовой мушке группой под руководством доктора Раймонда Буйдозо из Кембриджского университета, может привести к недорогому, быстрому и эффективному анализу крови для диагностики – и предотвращения возможной передачи – вариант болезни Крейтцфельдта-Якоба (vCJD).
В настоящее время методы обнаружения образцов крови человека, инфицированных vCJD, с участием экспериментальных животных, таких как мыши, отнимают много времени и дороги. Этот новый тест потенциально может быть использован на образцах крови, собранных во время доклинической болезни, и даст результат в течение нескольких дней или недель, а не месяцев или лет.
В конце восьмидесятых годов в Великобритании произошла вспышка губчатой энцефалопатии крупного рогатого скота (ГЭКРС), смертельного заболевания головного мозга крупного рогатого скота, которое часто называют «коровьим бешенством».ГЭКРС – это тип нейродегенеративного состояния мозга, известного как прионная болезнь, вызванный накоплением ложной формы нормального белка, обнаруженного в нейронах. Эта агрегированная форма нормального белка называется прионом и является инфекционной. После вспышки BSE у ряда людей была диагностирована vCJD, смертельная прионная болезнь человека, которая, как полагают, возникла в результате употребления в пищу говядины, зараженной BSE. vCJD вызывает изменения настроения и поведения, за которыми следуют трудности при ходьбе, и в конечном итоге приводит к потере движения и речи перед смертью.
Другие случаи вБКЯ наблюдались у пациентов, получавших продукты крови, приготовленные от доноров, у которых позже возникла болезнь; следовательно, передача vCJD через кровь является серьезной проблемой для банков переливания крови, производителей продуктов, полученных из плазмы крови, и органов общественного здравоохранения.
Хотя число людей, которые, как известно, умерли от vCJD, невелико – менее 180 случаев в Великобритании, недавнее исследование показало, что в пределах определенной возрастной группы людей в Великобритании количество людей, инфицированных vCJD, но имеющих отсутствие клинических признаков заболевания, может достигать одного человека из 2000. Будет ли у этих людей развиваться клиническая форма болезни в течение их естественной продолжительности жизни, остается неясным.
На данный момент единственный надежный способ обнаружить инфекционные прионы в крови – это биотест. Это включает инъекцию образцов с подозрением на инфицирование экспериментальным животным и ожидание, чтобы увидеть, не разовьется ли у этих реципиентов прионная болезнь. Обычно это осуществляется путем введения потенциально инфицированных прионами образцов в мозг мышей. Эти анализы медленные и громоздкие, так как время инкубации прионной болезни может составлять более года. Это означает, что очень мало образцов крови обычно проходят скрининг на прионную инфекционность.
Теперь, в исследовании, опубликованном сегодня в Биохимическом журнале, ученые из Кембриджского университета, Великобритания, и Национальной ветеринарной школы Тулузы, Франция, сообщают о создании генетически модифицированной плодовой мухи (Drosophila melanogaster), у которой есть ген. был вставлен, чтобы муха была способна продуцировать чужеродный белок, который накапливается в головном мозге овец с прионной болезнью скрейпи.
Когда исследователи кормили этих трансгенных мух плазмой овец, у которых в крови были прионы, они обнаружили, что это вызывает прионную болезнь у мух. Эта реакция на инфицированную прионами кровь была очевидна всего через несколько недель после контакта с материалом.
Доктор Раймонд Буйдосо из факультета ветеринарной медицины Кембриджского университета, который руководил исследованием, говорит: "Мы обнаружили, что плодовые мушки так быстро реагируют на инфицированную кровь, что это означает, что мы можем разработать более быстрый, универсальный и более чувствительный тест для обнаружения инфекционных прионов в крови, чем те, которые существуют в настоящее время.
"В настоящее время скрининг продуктов крови на прионную инфекционность vCJD просто непрактичен – это дорого, требует много времени и требует использования большого количества животных, что неприемлемо с этической точки зрения. Разработка теста крови на vCJD, с помощью которого можно было бы легко и надежно выявить прионную инфекционность, стала бы идеальным решением для выявления доноров и донорской крови, которые могут представлять риск возникновения заболевания."
С плодовыми мушками относительно легко и экономично работать, и они широко признаны этической альтернативой высшим организмам, таким как мыши. Доктор Буйдосо и его коллеги говорят, что их модель плодовой мухи поможет внести свой вклад в так называемые 3R – замену, уточнение и сокращение использования животных в исследованиях.
Профессор Дэвид Карлинг, председатель Биохимического журнала, добавляет: "В документе доктора Буйдосо и его коллег представлено исследование, подтверждающее принцип действия, демонстрирующее, что плодовая муха может использоваться для обнаружения инфекционного агента, ответственного за тип нейродегенеративного заболевания. Хотя эта работа находится на предварительной стадии, она дает прекрасную возможность разработать быстрый и надежный скрининг для ранней диагностики серьезного заболевания."