Ученые перепрограммируют клетки крови, чтобы предотвратить болезнь Альцгеймера 

Фото из открытых источников

Учёные берут обычные клетки кожи или крови, возвращают их в состояние стволовых клеток, а затем перепрограммируют в подобие молодых иммунных клеток. Затем они вводят их стареющей или страдающей болезнью Альцгеймера мыши, и эти клетки обостряют память, снимают воспаление мозга и даже омолаживают нейроны. 

Да, чистая научная фантастика. За исключением того, что это реально. Пока только для мышей, но есть перспективы и для людей.

Новое исследование медицинского центра Cedars-Sinai продвигает этот смелый способ лечения болезни Альцгеймера и других заболеваний головного мозга. И всё начинается с неожиданного героя: типа лейкоцитов, называемых мононуклеарными фагоцитами. Исследование было опубликовано в журнале Advanced Science.

Учёные давно интересуются омолаживающими свойствами «молодой крови». Более двух десятилетий назад эксперименты показали, что переливание плазмы крови от молодых мышей старым улучшает память и способность к обучению. Пересадка костного мозга от молодых животных также дала результаты.

Но у этого подхода есть серьёзные проблемы. Во-первых, это серьёзная и весьма очевидная этическая проблема. Перспектива забора крови и костного мозга у детей — это просто антиутопия. Во-вторых, даже если удастся решить этическую проблему, эти подходы не масштабируются. Плазма у детей ограничена, а трансплантация костного мозга — инвазивная и рискованная процедура.

«Предыдущие исследования показали, что переливание крови или плазмы от молодых мышей улучшает когнитивные функции у пожилых мышей, но это сложно перевести в терапию», — сказал ведущий автор исследования Клайв Свендсен из Института регенеративной медицины. «Наш подход заключался в использовании молодых иммунных клеток, которые мы можем производить в лабораторных условиях, — и мы обнаружили, что они оказывают благотворное влияние как на стареющих мышей, так и на мышиных моделях болезни Альцгеймера».

Свендсен и его коллеги использовали индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (ИПСК) – взрослые клетки, которые можно перепрограммировать в любой другой тип клеток. Они превратили эти стволовые клетки в свежие партии молодых мононуклеарных фагоцитов, которые они назвали иМП.

Эти интерлейкин-модуляторы действуют как «уборщики», очищая организм от токсинов и борясь с инфекцией. Со временем их эффективность может снижаться. В течение трёх недель учёные вводили интерлейкин-модуляторы в вены животных. Клетки не мигрировали в мозг. Вместо этого они оседали в периферических органах, таких как лёгкие и селезёнка, что поначалу казалось разочаровывающим, но результаты оказались поразительными.

Подопытные мыши показали лучшие результаты в тестах на память, особенно в тех, которые задействуют гиппокамп – центр памяти мозга. Они узнавали объекты и запоминали пространственные схемы почти так же хорошо, как молодые мыши. Заглянув внутрь гиппокампа, исследователи увидели обновлённые моховидные клетки – нейроны, критически важные для кодирования нового опыта. Ещё более интересно то, что некоторые генетические признаки старения, по-видимому, исчезали.

Если клетки так и не достигли мозга, как же они творили своё волшебство? Ответ, похоже, кроется в кровотоке.

Исследователи изучили белки плазмы мыши, и обнаружили, что iMP обратили вспять ряд возрастных изменений. Наиболее примечательным было снижение уровня сывороточных амилоидных белков – семейства белков, синтезируемых преимущественно в печени и играющих ключевую роль в реакции организма на воспаление и инфекцию. В лабораторных условиях эти белки уничтожали микроглию человека. Но при добавлении тех же токсичных белков в среду, кондиционированную iMP, микроглия сохранялась.

Короче говоря, клетки, по-видимому, действовали не столько как уборщики, сколько как дистанционные телохранители: припаркованные в периферических органах, они выделяют в кровь факторы, защищающие мозг издалека.

Учёные не остановились на естественном старении. Они также протестировали iMP на мышах с моделью болезни Альцгеймера. Они наблюдали профилактический эффект даже у мышей с уже тяжёлыми симптомами. У них улучшилась пространственная память, и, по-видимому, активность мозга стала более здоровой.

Но вот в чём подвох: интермедиаты не уменьшили классические бляшки Альцгеймера. Терапия улучшила когнитивные функции, не уничтожая амилоид. Это говорит о том, что повреждение при болезни Альцгеймера связано не только с бляшками, и что подавление воспаления и защита нейронов могут иметь не меньшее значение.

Но не стоит забегать вперёд. Пока что оговорки вполне реальны. Эти результаты получены на мышах, а не на людях. Человеческий мозг и иммунная система гораздо сложнее, и терапия стволовыми клетками сопряжена с рисками: от иммунного отторжения до неконтролируемого роста. Команда Cedars-Sinai признает, что даже они до сих пор не до конца понимают, какие факторы, секретируемые интерферирующими белками (ИМБ), играют основную роль.

Клиническое применение потребует многолетних исследований безопасности, тщательных испытаний дозировки и этического контроля. Как и в случае с любым многообещающим методом лечения болезни Альцгеймера, существует целый ряд некогда горячо обсуждавшихся идей, которые провалились в испытаниях на людях.

Тем не менее, тот факт, что iMP работали на нескольких моделях мышей, как при старении, так и при болезни Альцгеймера, является необычным — и обнадеживающим.

Болезнь Альцгеймера — надвигающаяся угроза. Более 55 миллионов человек во всем мире страдают деменцией, и на болезнь Альцгеймера приходится до 70% этих случаев. Препараты, воздействующие на амилоид, десятилетиями доминировали в этой области, однако их эффективность остаётся скромной и спорной. Это исследование обещает новый, радикально иной подход. Если он будет эффективен на людях, это может открыть новую главу в терапии деменции.

Даже помимо болезни Альцгеймера, последствия огромны. Нормальное снижение когнитивных способностей с возрастом — потеря памяти, потеря остроты мышления — затрагивает сотни миллионов. Терапия, которая сохраняет мозг молодым без серьёзных хирургических вмешательств или дефицита донорского материала, может иметь преобразующее значение.

Между тем, это исследование привносит новую энергию в область, жаждущую прорывов. Оно показывает, что омоложение — это не просто метафора. С помощью правильно модифицированных клеток действительно можно заставить старый мозг снова функционировать как молодой — по крайней мере, у мышей.