Выявлена новая цель для предотвращения возрастных заболеваний
Когнитивная дегенерация - одна из самых изнурительных черт старения, и значительные исследования направлены на понимание того, что делает клетки мозга здоровыми и почему они теряют свою функциональность с возрастом. Болезни, такие как болезнь Альцгеймера, а также травматические повреждения мозга также могут вызывать снижение когнитивных способностей. Новое исследование ученых из Института биомедицинских наук Тринити (TBSI) пролило новый свет на роль специализированных микроглиальных клеток в этом процессе.
Микроглия - это специализированные иммунные клетки, которые находятся в тканях нервной системы, особенно в головном и спинном мозге. Обычно они выполняют функции поддержки нервных клеток, защиты от вторжения микробов, очистки от мусора и удаления отмирающих нервных клеток путем их поглощения и переваривания. Таким образом, они имеют решающее значение для функционирования здоровых клеток мозга.
Однако новые исследования показывают, что микроглия может функционировать по-разному в зависимости от молекулярных и биохимических изменений, происходящих в этих специализированных клетках; более того, после активации патологическими стимулами микроглия может изменять свое функциональное состояние, способствуя или смягчая прогрессирование заболевания. В этом свете они могут вызывать эффекты, ухудшающие состояние пациента.
В текущем исследовании, опубликованном в ведущем международном журнале Science Advances, ученые изучили изменения, происходящие в микроглии в мозге стареющих мышей и мышей, перенесших травматические повреждения мозга. В частности, они рассмотрели наличие аутофлуоресцентной микроглии и обнаружили, что этот тип клеток чаще встречается у стареющих мышей и у мышей, перенесших травму мозга.
Аутофлуоресценция - это тенденция клеток излучать свет одного цвета после того, как они поглотили свет другого цвета, и происходит она потому, что специфические вещества внутри клеток поглощают свет. Поскольку микроглия является сборщиком мусора в мозге, она постепенно накапливает вещества, поступающие из клеток и мусора, которые она поглощает. Эти вещества включают молекулы жира, кристаллы холестерина, металлы и неправильно сформированные белки.
Исследователи обнаружили, что, по сравнению с молодыми мышами, одна треть микроглии в мозге старых мышей проявляла аутофлюоресценцию. Эти клетки также характеризовались глубокими изменениями в содержании липидов и железа, в уровне окислительного стресса, а также в способности передвигаться и поглощать патогены и мертвые клетки.
"По мере старения мозга эти материалы накапливаются внутри аутофлуоресцирующих микроглий, которые в результате усиливают свою аутофлуоресценцию. К сожалению, это накопление клеточного мусора также затрудняет выполнение микроглией своих важнейших задач по уборке мусора в мозге и предотвращению неврологических травм и нейродегенеративных заболеваний", - сказал ведущий автор исследования профессор Дэвид Лоан.
"В этом исследовании мы обнаружили - у пожилых животных - что эти микроглии принимают уникальное, дисфункциональное состояние, которое имеет ряд проблемных последствий. Например, увеличивается клеточный стресс и повреждения, накапливаются жиры и железо, изменяются метаболические процессы и увеличивается производство молекул, которые перегружают иммунный ответ".
Кроме того, ученые продемонстрировали, что аутофлуоресцентная микроглия была связана с повышенным уровнем воспаления, и что оба эти фактора были более выражены в патологических условиях, например, при прогрессировании болезни Альцгеймера. Обнадеживает то, что эти эффекты были обращены вспять, когда исследователи использовали лекарства для удаления и замены аутофлуоресцирующих микроглий в мозге пожилых мышей. Это дает надежду на то, что в будущем эти клетки могут стать мишенью для лечения.
У мышей, перенесших травмы мозга, через год после травмы все еще наблюдалось повышенное присутствие аутофлуоресцентных микроглиальных клеток. "Более того, воздействие окружающей среды на острую травматическую травму мозга у животных ускоряло возраст начала и распределение аутофлуоресцентной микроглии по тканям за счет увеличения повреждений, вызванных окислительным стрессом, в мозге травмированных животных", - говорит профессор Лоан.
"В результате, все больше данных свидетельствует о том, что накопление аутофлуоресцентной микроглии способствует развитию заболеваний старения и нейродегенерации. Если эти субпопуляции микроглии вызывают сильное воспаление и повреждают мозг, то воздействие на них может стать новой стратегией лечения заболеваний, связанных со старением".
