Раковые клетки могут выделять сигналы, защищающие мозг от болезни Альцгеймера

Фото из открытых источников

Рак и болезнь Альцгеймера — два самых страшных диагноза в медицине, но они редко поражают одного и того же человека. В течение многих лет эпидемиологи замечали, что у людей с раком, по-видимому, реже развивается болезнь Альцгеймера, а у людей с болезнью Альцгеймера реже встречается рак, но никто не мог объяснить, почему.

Новое исследование на мышах предполагает удивительную возможность: некоторые виды рака могут посылать в мозг защитный сигнал, помогающий удалять токсичные белковые скопления, связанные с болезнью Альцгеймера.

Болезнь Альцгеймера характеризуется образованием липких отложений белка, называемого бета-амилоидом, которые накапливаются между нервными клетками в головном мозге. Эти скопления, или бляшки, нарушают связь между нервными клетками и вызывают воспаление и повреждение, которые постепенно ухудшают память и мышление.

В новом исследовании ученые имплантировали человеческие опухоли легких, простаты и толстой кишки под кожу мышей, выведенных для развития амилоидных бляшек, подобных тем, что наблюдаются при болезни Альцгеймера. Если оставить этих животных в покое, с возрастом в их мозге образуются плотные скопления бета-амилоида, что отражает ключевой признак этого заболевания у человека.

Но когда у мышей обнаруживались опухоли, в их мозге прекращалось накопление обычных бляшек. В некоторых экспериментах память животных также улучшалась по сравнению с мышами, являющимися моделью болезни Альцгеймера, но без опухолей, что позволяет предположить, что изменения были видны не только под микроскопом.

Исследователи связали этот эффект с белком цистатином-С, который выбрасывался опухолями в кровоток. Новое исследование предполагает, что, по крайней мере у мышей, цистатин-С, выделяемый опухолями, может преодолевать гематоэнцефалический барьер — обычно строгую границу, защищающую мозг от многих веществ, циркулирующих в кровотоке.

Попав в мозг, цистатин-С, по-видимому, прикрепляется к небольшим скоплениям бета-амилоида и помечает их для уничтожения резидентными иммунными клетками мозга, называемыми микроглией. Эти клетки действуют как «уборочная бригада» мозга, постоянно патрулируя его на предмет мусора и неправильно свернутых белков.

При болезни Альцгеймера микроглия, по-видимому, отстает, позволяя бета-амилоиду накапливаться и затвердевать в бляшки. У мышей с опухолями цистатин-С активировал сенсор на микроглии, известный как Trem2, эффективно переключая их в более агрессивное состояние, направленное на очищение от бляшек.

На первый взгляд, идея о том, что рак может «помочь» защитить мозг от деменции, звучит почти абсурдно. Однако в биологии часто действуют компромиссы, когда процесс, вредный в одном контексте, может быть полезным в другом.

В данном случае секреция опухолью цистатина-С может быть побочным эффектом её собственной биологии, который, как оказалось, имеет полезные последствия для способности мозга справляться с неправильно свернутыми белками. Это не означает, что наличие рака — это хорошо, но это указывает на механизм, который ученые могли бы использовать более безопасно.

Данное исследование вписывается в растущий объем научных работ, свидетельствующих о том, что связь между раком и нейродегенеративными заболеваниями — это не просто статистическая аномалия. Крупномасштабные популяционные исследования показали, что у людей с болезнью Альцгеймера значительно реже диагностируется рак, и наоборот, даже с учетом возраста и других факторов здоровья.

Это привело к идее биологических качелей, где механизмы, направляющие клетки к выживанию и росту, как в случае рака, могут отталкивать их от путей, ведущих к дегенерации мозга. История с цистатином-С добавляет к этой картине физический механизм.

Однако исследования проводились на мышах, а не на людях, и это различие имеет значение. Мышиные модели болезни Альцгеймера воспроизводят некоторые особенности заболевания, в частности, амилоидные бляшки, но они не в полной мере отражают сложность человеческой деменции.

Мы также пока не знаем, вырабатывают ли раковые клетки у реальных пациентов достаточное количество цистатина-С или направляют ли они его в мозг таким же образом, чтобы это оказывало существенное влияние на риск развития болезни Альцгеймера. Тем не менее, это открытие открывает интригующие возможности для будущих стратегий лечения.

Одна из идей заключается в разработке лекарств или методов лечения, которые имитируют благотворное действие цистатина-С, не затрагивая при этом опухоль. Это может означать создание модифицированных версий белка, предназначенных для более эффективного связывания бета-амилоида, или молекул, активирующих тот же сигнальный путь в микроглии для повышения ее способности к очистке.

Исследование также подчеркивает, насколько взаимосвязаны заболевания, даже если они поражают совершенно разные органы. Опухоль, растущая в легком или толстой кишке, может казаться далекой от медленного накопления белковых отложений в мозге, однако молекулы, выделяемые этой опухолью, могут перемещаться по кровотоку, преодолевать защитные барьеры и изменять поведение клеток мозга.

Для людей, живущих с раком или ухаживающих за больными болезнью Альцгеймера, эта работа не изменит лечение немедленно. Но исследование дает более обнадеживающее послание: углубленное изучение даже таких тяжелых заболеваний, как рак, может привести к неожиданным открытиям, указывающим на новые способы поддержания здоровья мозга в пожилом возрасте.

Пожалуй, самый поразительный урок заключается в том, что защитные механизмы и сбои организма редко бывают простыми. Белок, способствующий развитию заболевания в одном органе, может использоваться в качестве средства для его очистки в другом, и, понимая эти уловки, исследователи смогут безопасно использовать их для защиты стареющего человеческого мозга.