Болезнь Альцгеймера: исследование сосредоточено на самом слабом звене мозга
Болезнь Альцгеймера - это форма нейрокогнитивного спада, от которой страдают миллионы людей во всем мире. Точная причина неясна, но новое исследование раскрывает механизмы, которые позволяют болезни Альцгеймера закрепиться в мозге.
При болезни Альцгеймера, как и при других формах деменции, определяющим признаком является накопление определенных токсичных белков в головном мозге.
Эти белки объединяются в бляшки, которые нарушают коммуникацию между клетками мозга, тем самым усугубляя когнитивные проблемы и другие проблемы.
Чаще всего исследователи идентифицируют бета-амилоид белка как главного виновника этого разрушительного процесса.
Однако не менее важен другой белок, называемый тау.
В новом исследовании исследователи из ряда академических институтов, включая Государственный университет Огайо в Колумбусе, Медицинский центр Колумбийского университета в Нью-Йорке, штат Нью-Йорк и Кембриджский университет в Соединенном Королевстве, обнаружили, что тау накапливается преимущественно вокруг определенного типа клетка мозга.
Исследователи также обнаружили, что определенные генетические профили могут предрасполагать человека к скоплению тау вокруг этих клеток.
Со-ведущий автор исследования Хунцзюнь (Гарри) Фу, ныне доцент кафедры нейробиологии Университета штата Огайо, и его коллеги сообщают о своих выводах в статье, недавно опубликованной в Природа Неврология.
Самые уязвимые клетки мозга
Мозг содержит разные типы клеток. Двумя наиболее важными являются нейроны, которые передают информацию и играют ключевую роль в когнитивной функции, и глиальные клетки, которые выполняют несколько функций, включая поддержку и защиту нейронов и связей между ними.
Нейроны делятся на два типа: возбуждающие, которые запускают электрические импульсы, и тормозные, которые уравновешивают активность возбуждающих нейронов.
Изучая феномен накопления тау-белка на модели мышей, а также в мозге людей, которым поставили диагноз Альцгеймера, Фу и его коллеги обнаружили, что возбуждающие нейроны наиболее подвержены разрушительному действию этого белка.
«Накопление неправильно свернутых агрегатов тау-белка является определяющим признаком болезни Альцгеймера и лобно-височной долевой дегенерации, связанной с тау-белком», - пишут исследователи, добавляя: «Сообщалось, что некоторые типы нейронов особенно уязвимы при [болезни Альцгеймера], синдроме Дауна, и [лобно-височная долевая дегенерация] ».
«Распределение нейронов, уязвимых к таупатии, следует последовательному паттерну, который предполагает, что популяции клеток в различных областях мозга выборочно подвергаются риску. В частности, морфология и расположение клеток в энторинальной коре и гиппокампе, которые накапливают тау […], позволяют предположить, что возбуждающие нейроны подвергаются преимущественному воздействию ».
После этого открытия исследователи составили генетический анализ на основе данных людей, не болевших ни болезнью Альцгеймера, ни какими-либо другими неврологическими проблемами.
Исследователи заметили некоторые важные генетические различия между возбуждающими и тормозящими нейронами, которые, по их мнению, могут объяснить, почему первые в большей степени подвержены агрегации тау.
Могут ли гены объяснить это явление?
В частности, исследователи обнаружили, что один ген, BAG3, который регулирует клиренс тау-белка в головном мозге, может дать ключ к чувствительности возбуждающих нейронов к образованию токсичных бляшек.
BAG3 Экспрессия, как объясняет команда, была намного выше в нейрональных клетках, чем в ненейрональных клетках. Среди нейронов экспрессия была самой высокой в ингибирующем типе, что позволяет предположить, что это может объяснить их пониженную уязвимость к агрегатам тау.
«Мы думаем, что есть действительно ранние внутренние различия в клетках мозга, которые склонны к накоплению тау-белка, что может объяснить, почему только определенные нейроны и области мозга уязвимы для этой проблемы при ранней стадии болезни Альцгеймера», - говорит Фу.
«Если мы сможем выяснить молекулярные детерминанты, лежащие в основе уязвимости к этому заболеванию, это поможет нам лучше понять развитие болезни Альцгеймера и потенциально может привести к методам раннего выявления и целевого лечения», - добавляет он.
В будущем исследователи стремятся сосредоточиться на том, как взаимодействия между определенными генами могут влиять на специфические для болезни Альцгеймера механизмы и повышать уязвимость клеток мозга к токсическим бляшкам.
Исследователи отмечают, что клетки мозга, помимо нейронов, также, вероятно, играют важную роль в прогрессировании нейродегенеративных состояний, включая болезнь Альцгеймера.
«Было обнаружено, что другие клетки мозга, включая микроглию, астроциты и олигодендроциты, также играют важную роль в развитии болезни Альцгеймера», - отмечает Фу, добавляя: «Нам очень интересно понять, как эти клетки взаимодействуют друг с другом и влияют на уязвимость определенных нейронов ».
Исследователь объясняет: «Факторы окружающей среды, черепно-мозговые травмы, диабет, недосыпание, депрессия и другие внешние факторы также были связаны с повышенной уязвимостью к болезни Альцгеймера», продолжая: «Мы хотим понять, как внутренние различия взаимодействуют с этими внешними влияниями».
