Восстановление дырявого гематоэнцефалического барьера может омолодить работу мозга
Новое исследование на мышах ставит под сомнение идею о том, что «старую собаку нельзя научить новым трюкам». Ответ может заключаться в сохранении гематоэнцефалического барьера, который с возрастом становится негерметичным.
Гематоэнцефалический барьер - это сложный набор характеристик кровеносных сосудов, которые помогают защитить мозг от потенциально вредных веществ в кровотоке.
В недавнем Научная трансляционная медицина В исследовании ученые описывают, как нарушение гематоэнцефалического барьера может вызвать воспаление мозга и когнитивные нарушения у стареющих мышей.
Международная группа ученых обнаружила, что нарушение гематоэнцефалического барьера активирует сигнальный белок в клетках мозга, называемый астроцитами.
Затем исследователи разработали и протестировали лекарство, которое блокирует сигнальный белок, известный под названием трансформирующий фактор роста бета (TGF-бета).
После лечения препаратом у мышей было меньше признаков воспаления головного мозга и улучшилась способность осваивать новые задачи, которые соответствовали производительности гораздо более молодых мышей.
«Мы склонны думать о старом мозге так же, как мы думаем о нейродегенерации: возраст включает в себя потерю функции и мертвые клетки», - говорит соавтор исследования Даниэла Кауфер, профессор интегративной биологии Калифорнийского университета в Беркли.
«Но наши новые данные рассказывают другую историю о том, почему старый мозг не функционирует должным образом: это из-за этого« тумана »воспалительной нагрузки», - добавляет она.
Профессор Кауфер объясняет, что через несколько дней после устранения «воспалительного тумана» старый мозг начинает функционировать как молодой мозг.
Полученные данные должны помочь ученым лучше понять снижение функций мозга, связанное с воспалением, которое может сопровождать старение и такие состояния, как деменция.
Исследование воспалительного тумана
Растущее количество исследований, в том числе визуализационных исследований, проведенных соавтором исследования Алоном Фридманом из Университета Бен-Гуриона в Негеве в Израиле и Университета Далхаузи в Канаде, показывает, что гематоэнцефалический барьер с возрастом становится менее эффективным.
Чем более проницаемым становится гематоэнцефалический барьер, тем легче веществам, вызывающим воспаление, переходить из кровотока в ткань мозга и повреждать клетки.
Кауфер и Фридман также являются соавторами еще одного недавнего Научная трансляционная медицина исследование, в котором более подробно изучался воспалительный туман в неплотных гематоэнцефалических барьерах.
Люди с болезнью Альцгеймера могут часто испытывать эпилептические припадки, но они и их врачи необязательно знают о них.
Пожилой возраст является фактором риска как для болезни Альцгеймера, так и для эпилепсии, а экспериментальные и клинические данные подтверждают идею о связи между этими двумя состояниями.
Во втором исследовании команда проанализировала показания ЭЭГ людей с болезнью Альцгеймера и нашла сигнатуру ЭЭГ для того, что они описывают как «пароксизмальные медленные волны (PSWE)».
По данным ЭЭГ они увидели, насколько частота PSWE соответствовала уровню когнитивных нарушений у людей.
В ЭЭГ людей с эпилепсией они обнаружили, что PSWE, которые произошли между приступами, соответствовали участкам неплотного гематоэнцефалического барьера. Они обнаружили такое же совпадение у старых мышей, мышей, склонных к болезни Альцгеймера, и крыс с индуцированной эпилепсией.
TGF-бета и альбумин
Дополнительные тесты на молодых крысах показали, что можно нарушить гематоэнцефалический барьер путем введения протеина альбумина в мозг. Это привело к более высокому уровню PSWE.
В более раннем исследовании Фридман и Кауфер показали, что альбумин может проникать в мозг после травмы. Белок прикрепляется к рецептору TGF-бета астроцитов.
Связываясь с рецепторами TGF-бета астроцитов, белок запускает цепь событий воспаления, которые повреждают клетки и цепи мозга.
Повреждение увеличивает вероятность судорог за счет нарушения баланса между возбуждением и торможением нейронов.
Команда пришла к выводу, что результаты указывают на неплотный гематоэнцефалический барьер как на потенциальную причину несудорожных припадков у людей с болезнью Альцгеймера. Это также может быть потенциальной целью лечения.
Биомаркеры нарушения гематоэнцефалического барьера
Исследователи предполагают, что два набора результатов предлагают два новых биомаркера, которые могут помочь врачам идентифицировать людей, у которых могут быть проблемы с гематоэнцефалическим барьером: один с помощью МРТ (который может обнаруживать протекающие барьеры), а другой с помощью ЭЭГ (который может обнаруживать аномальные ритмы мозга).
Существует также возможность разработать лекарство, которое они использовали как способ восстановить неплотный гематоэнцефалический барьер, чтобы замедлить и, возможно, даже обратить вспять некоторые проблемы, которые он может вызвать.
«Теперь у нас есть два биомаркера, которые точно сообщают вам, где происходит утечка гематоэнцефалического барьера, поэтому вы можете выбирать пациентов для лечения и принимать решения о том, как долго вы будете вводить лекарство».
Проф. Даниэла Кауфер
Эксперты, комментирующие два исследования, в целом приветствуют результаты, но предостерегают от поспешных выводов о том, что они описывают способы обращения вспять деменции у людей.
«В целом, - отмечает Диего Гомес-Никола, адъюнкт-профессор нейробиологии Саутгемптонского университета в Соединенном Королевстве, - эти исследования дополняют совокупность знаний, подтверждающих влияние воспаления на деменцию, и предоставляют многообещающие цели для будущих клинических исследований. . »
