Моделирование спорадического прогрессирующего надъядерного паралича в 3D-органоидах среднего мозга: воспроизведение признаков заболевания для диагностики in vitro и разработки лекарственных препаратов

Цель: Прогрессирующий надъядерный паралич (PSP) — тяжёлое нейродегенеративное заболевание, характеризующееся скоплениями гиперфосфорилированного тау-белка и пучковидными астроцитами. Разработка методов лечения PSP затруднена отсутствием моделей заболевания, воспроизводящих его ключевые патологические признаки. Целью исследования было моделирование спорадического прогрессирующего надъядерного паралича — синдрома Ричардсона (PSP-RS) — с использованием органоидов среднего мозга, полученных от нескольких доноров.

Методы: Органоиды среднего мозга получали путём объединения индуцированных плюрипотентных стволовых клеток (iPSC) 4 пациентов со спорадическим вероятным PSP-RS и сравнивали с органоидами, полученными от 3 здоровых лиц контрольной группы. На протяжении 120 суток проводили комплексный анализ органоидов для оценки гибели нейронов, реактивного глиоза и накопления 4R-таубелка, а также гиперфосфорилированных форм тау-белка (pThr231, pSer396, pThr181 и pSer202/pThr205 [AT8]) с помощью иммунофлуоресцентной микроскопии и вестерн-блоттинга. На 90-е сутки для оценки патологических изменений выполняли иммуногистохимический анализ с использованием антител к pSer396 и AT8.

Результаты: В органоидах, полученных от пациентов с PSP, наблюдалось прогрессирующее уменьшение размеров по сравнению с органоидами контрольной группы, связанное с повышением экспрессии мРНК-маркеров апоптоза. Дегенерация дофаминергических нейронов проявлялась снижением уровня тирозингидроксилазы (TH) и повышением уровня лёгкой цепи нейрофиламента (NfL). Иммунофлуоресцентное исследование и вестерн-блоттинг выявили накопление всех исследованных форм тау-белка с достижением максимума на 90-е сутки, а также значительное увеличение числа GFAP-положительных клеток в органоидах, полученных от пациентов с PSP. Иммуногистохимическое исследование подтвердило типичные гистологические изменения при PSP — нейрофибриллярные клубки и астроциты с пучковидной формой, отсутствовавшие в органоидах контрольной группы.

Выводы: Разработана надёжная модель PSP in vitro, воспроизводящая ключевые молекулярные и гистологические признаки заболевания. Эта модель может способствовать развитию фундаментальных и клинических исследований PSP, созданию методов молекулярной диагностики in vitro и выявлению новых терапевтических мишеней. ANN NEUROL 2025;97:845–859.