Циркадную регуляцию иммунных клеток связазали с болезнью Альцгеймера
Способность мозга очищать белок, тесно связанный с болезнью Альцгеймера, связана с нашим циркадным циклом, говорится в исследовании, опубликованном сегодня в журнале PLOS Genetics. Исследование подчеркивает важность здорового сна для предотвращения образования сгустков белка амилоид-бета 42 (AB42) в мозге и открывает путь к потенциальным методам лечения болезни Альцгеймера.
"Циркадная регуляция иммунных клеток играет роль в запутанной взаимосвязи между циркадными часами и болезнью Альцгеймера", - сказал Дженнифер Херли, эксперт по циркадным ритмам и доцент биологических наук в Политехническом институте Ренсселаера. "Это говорит нам о том, что здоровый режим сна может быть важен для облегчения некоторых симптомов болезни Альцгеймера, и это благотворное влияние может оказывать тип иммунных клеток под названием макрофаги/микроглия".
Исследование проводилось в Центре биотехнологий и междисциплинарных исследований Ренсселаера, который специализируется на нейродегенеративных заболеваниях. Доктор Херли работал с профессорами Ренсселаера Робертом Линхардтом, экспертом по гликанам и изобретателем синтетического гепарина, и Чунью Вангом, чьи текущие исследования подробно описывают несколько механизмов производства и распространения белков, связанных с болезнью Альцгеймера.
"Это открытие раскрывает новый механизм и путь к лечению нейродегенеративных заболеваний, таких как болезнь Альцгеймера, с помощью междисциплинарного подхода, и является олицетворением силы CBIS в исследованиях и открытиях, а также дает новый взгляд на здоровье и благополучие человека", - сказал Дипак Вашишт, директор CBIS.
Циркадная система состоит из основного набора часовых белков, которые предвосхищают цикл день/ночь, вызывая суточные колебания в уровнях ферментов и гормонов, что в конечном итоге влияет на такие физиологические параметры, как температура тела и иммунный ответ. Нарушение работы циркадной системы все чаще связывают с такими заболеваниями, как диабет, рак и болезнь Альцгеймера.
Признаком болезни Альцгеймера являются бляшки - внеклеточные скопления AB42 в мозге. Макрофаги (называемые микроглиями, когда они обитают в мозге), которые являются иммунными клетками, ищущими и уничтожающими нежелательный материал, очищают AB42 из мозга, поглощая его в процессе, называемом фагоцитозом.
В более раннем исследовании доктор Херли и сотрудники Королевского колледжа хирургов в Ирландии изучали циркадный контроль макрофагов, собрав исчерпывающий набор данных, который позволил увидеть, какие РНК и белки макрофагов колеблются с циркадным ритмом. Исследователи заметили колебания в ферментах, которые помогают производить два белка на поверхности клеток макрофагов - гепарансульфатный протеогликан и хондроитинсульфатный протеогликан - оба из которых, как известно, играют роль в регулировании клиренса AB42.
Могут ли эти протеогликаны клеточной поверхности быть связующим звеном между циркадной системой и болезнью Альцгеймера?
В серии изящных экспериментов, проверяющих эту гипотезу, команда установила, что количество AB42, поглощаемого здоровыми макрофагами, колеблется с суточным циркадным ритмом. Эта закономерность не наблюдалась в макрофагах без циркадных часов.
Они также измерили суточные колебания уровней протеогликанов гепарансульфата и протеогликанов хондроитинсульфата, вырабатываемых на поверхности клеток макрофагов со здоровым циркадным циклом. Пик клиренса AB42 приходился на момент, когда производство протеогликанов на поверхности клеток было на самом низком уровне, а удаление этих протеогликанов увеличивало их всасывание, что говорит о том, что протеогликаны ингибируют клиренс AB42.
"Ясно только то, что все это происходит по циркадным часам", - сказал доктор Херли. "Когда на поверхности клеток много этих протеогликанов, макрофаги не поглощают AB42. Мы не знаем точно, почему так происходит, но связь определенно есть".
Эта взаимосвязь может быть использована для разработки терапии, которая будет способствовать большему клиренсу AB42, возможно, за счет увеличения амплитуды суточных колебаний, которые с возрастом имеют тенденцию уменьшаться.
"Теоретически, если мы сможем усилить этот ритм, возможно, мы сможем увеличить клиренс AB42 и предотвратить повреждение мозга", - заключил доктор Херли.
