Новая методика уменьшает повреждения мозга при болезни Альцгеймера и связанных с ней расстройствах у мышей
Болезнь Альцгеймера - самая распространенная и известная из тауопатий, ряда нейродегенеративных заболеваний мозга, вызванных токсичными клубками белка тау. Исследование ученых из Медицинской школы Вашингтонского университета в Сент-Луисе показало, что воздействие на астроциты - воспалительные клетки мозга - уменьшает связанное с тау повреждение мозга и воспаление у мышей.
Результаты исследования, опубликованные в журнале Science Translational Medicine, подчеркивают ключевую роль астроцитов в развитии повреждений мозга при тауопатиях и открывают новые пути для разработки более эффективных методов лечения этой группы разрушительных и трудноизлечимых заболеваний.
"Воспаление мозга становится одним из факторов, способствующих развитию болезни Альцгеймера, и это воспаление вызывается ненейронными клетками мозга, включая астроциты", - сказал старший автор исследования Гилберт Галлардо, доктор философии, доцент неврологии. "Наше исследование показывает, что воспаленные астроциты способствуют развитию тау-ассоциированных патологий, и предполагает, что подавление их реактивности может быть полезным для уменьшения воспаления мозга и замедления прогрессирования болезни Альцгеймера"
Тау, обычно находящийся внутри нейронов в мозге, помогает формировать внутренние строительные леса, которые придают нейронам форму. Однако когда тау спутывается, это приводит к воспалению мозга, повреждению тканей и снижению когнитивных способностей.
Тау образует клубки у людей с мутациями в гене тау или у тех, кто подвергся нападению на мозг, например, неоднократным сотрясениям или воздействию нейротоксичных химических веществ. При болезни Альцгеймера клубки тау формируются относительно поздно в процессе заболевания, по-видимому, спровоцированные более ранними изменениями в мозге, связанными с болезнью, такими как накопление бляшек белка амилоида бета.
При многих нейродегенеративных заболеваниях так называемые реактивные астроциты - астроциты, активированные таким образом, что они наносят вред, а не защищают ткани мозга - в изобилии присутствуют в местах повреждения нейронов. В ходе предыдущей работы над боковым амиотрофическим склерозом (БАС), нейродегенеративным заболеванием, но не тауопатией, Галлардо и его коллеги выявили белок астроцитов, который побуждал клетки приобретать токсические свойства и усиливать воспаление мозга. Галлардо подозревал, что этот белок, названный альфа2-Na+/K+ аденозинтрифосфатазой (альфа2-NKA), также может определять токсичность астроцитов при болезни Альцгеймера и других тауопатиях.
Галлардо, первый автор Кэролин Манн, в то время работавшая техником в лаборатории Галлардо, и соавтор Селеста Карч, доктор философии, доцент психиатрии, получили данные об уровне экспрессии гена, кодирующего альфа2-NKA. Они изучили образцы мозга 80 человек, умерших от болезни Альцгеймера; 82 человек, умерших от тауопатии, называемой прогрессирующим супрануклеарным параличом (ПСП); и 76 человек, умерших от причин, не связанных с нейродегенерацией. Исследователи обнаружили, что альфа2-NKA был высоко экспрессирован у людей, умерших от болезни Альцгеймера или ПСП, по сравнению с теми, кто умер по другим причинам, что позволяет предположить, что этот белок может способствовать повреждению мозга при обоих заболеваниях.
Для дальнейшего изучения роли альфа2-NKA исследователи обратились к мышам, генетически сконструированным таким образом, что у них начали развиваться тау-танглезы в возрасте около 6 месяцев. К 9 ½ месяцам мозг таких животных повреждается, атрофируется и воспаляется, и они теряют способность правильно выполнять повседневные задачи жизни грызунов, такие как строительство гнезда. Исследователи обнаружили, что, как и у людей с тауопатией, у генетически модифицированных мышей также был повышен уровень альфа2-NKA в мозге. Этот уровень повышался по мере старения мышей, а воспаление и повреждение мозга усугублялись.
Дигоксин, препарат, используемый для лечения сердечных заболеваний, нарушает активность альфа2-NKA. Исследователи проверили, может ли лечение мышей дигоксином уменьшить образование клубков тау, уменьшение размеров мозга, воспаление и поведенческие изменения. Препарат подействовал, причем независимо от того, давали ли они это соединение мышам в возрасте до 6 месяцев, когда у животных только начинали развиваться тау- клубки, или в 8 месяцев, когда клубки и повреждения уже были сформированы.
"Главная мысль заключается в том, что подавление воспаления астроцитов останавливает прогрессирование болезни", - сказал Манн. "Это важно, потому что экспериментальная терапия болезни Альцгеймера и родственных тауопатий в основном сосредоточена на очистке патологических белков, которые были причастны к дисфункции и смерти нейронов. Но наше исследование дает доказательства того, что воздействие на воспаленные астроциты и воспаление мозга может стать ключом к успешному лечению таких заболеваний"
