Выявлено различие в структуре мозга, препятствующее развитию болезни Альцгеймера

Фото из открытых источников

Изменения в головном мозге, связанные с болезнью Альцгеймера, обычно приводят к серьезной потере памяти и когнитивных способностей, но не всегда. Новое исследование, проведенное командой из Калифорнийского университета в Сан-Диего (UCSD), помогает объяснить, почему это происходит. Результаты исследования опубликованы в журнале Acta Neuropathologica Communications.

Согласно посмертным исследованиям мозга, примерно у 20-30 процентов пожилых людей диагностируется бессимптомная болезнь Альцгеймера (БАС). В их мозге наблюдается характерное накопление неправильно свернутых белков бета-амилоида и тау-белка, но при этом не отмечается никаких негативных последствий для психического здоровья.

«Даже когда мозг демонстрирует явные признаки болезни Альцгеймера, некоторые люди сохраняют ясность ума», — говорит Сушил Махата из Калифорнийского университета в Сан-Диего.

В своем новом исследовании на мышах Махата и его коллеги обнаружили молекулярный переключатель, который может быть ответственен за связь этих амилоидно-бета-бляшек и тау-клубков с когнитивными нарушениями.

Хотя полученные результаты нуждаются в дальнейшем подтверждении на пациентах с болезнью Альцгеймера, это значительный шаг вперед в нашем понимании ASYMAD и может способствовать разработке методов лечения, направленных на борьбу с симптомами болезни Альцгеймера.

«Эта работа создает основанную на механизмах концепцию изучения когнитивной устойчивости при болезни Альцгеймера и предоставляет масштабируемую платформу для исследования специфических для пола защитных механизмов, выявления ранних биомаркеров траектории развития заболевания и обеспечения разработки профилактических терапевтических стратегий, основанных на механизмах заболевания», — пишут исследователи.

Для начала исследователи применили метод сканирования на основе искусственного интеллекта к генетическим данным, охватывающим тысячи посмертных образцов человеческого мозга — от людей, умерших как с болезнью Альцгеймера, так и без нее.

Это позволило команде собрать банк из примерно 40 различных генов, которые вместе образовали «отпечаток пальца» болезни Альцгеймера. Они использовали этот отпечаток для оценки как здоровых лабораторных мышей, так и тех, у которых развилась патология головного мозга, похожая на болезнь Альцгеймера.

Тесты на мышах подтвердили, что отпечаток пальца может различать эти группы, но они также выявили кое-что еще.

Используя модель на основе искусственного интеллекта, исследователи определили белок хромогранин А (CgA) как ключевой фактор в этой генной сети. Когда исследователи вывели мышей, у которых отсутствовал белок CgA, у животных все равно развились биологические признаки болезни Альцгеймера, но без симптомов.

CgA участвует в межклеточной коммуникации в головном мозге, но также предполагалось, что он влияет на прогрессирование болезни Альцгеймера. Новые открытия позволяют предположить, что он может играть решающую роль в бессимптомной форме болезни Альцгеймера.

Также наблюдалась заметная разница между полами. В то время как у самцов мышей без CgA отмечались генетические признаки болезни Альцгеймера, не сопровождавшиеся проблемами с памятью или обучением, у самок мышей без CgA наблюдалось еще меньше признаков повреждения головного мозга, связанного с болезнью Альцгеймера.

Причина этой разницы неясна.

Исследователи предполагают, что это может быть связано с половыми различиями в гормонах, иммунной системе или генетике, и это область для дальнейших исследований.

«В совокупности эти результаты подтверждают парадигму, согласно которой понимание и использование эндогенных механизмов устойчивости может представлять собой важнейший путь к изменению течения болезни Альцгеймера», — пишут исследователи.

Точная причина важности CgA еще не выяснена. Основываясь на своих предыдущих исследованиях, ученые предполагают, что он может действовать как «молекулярный усилитель» токсичных белков в мозге, и что его удаление или ограничение может защитить от когнитивных нарушений.

В дальнейшем разработка потенциальных методов лечения, направленных на регулирование уровня CgA, еще далека от завершения, и для этого необходимо будет обеспечить бесперебойное функционирование всех нормальных, здоровых функций этого белка.

Однако теперь у нас есть убедительные доказательства того, что CgA играет важную роль в связи между аномальным накоплением бета-амилоида и тау-белков и симптомами болезни Альцгеймера, а также у нас есть готовая мышиная модель для дальнейшего изучения этого заболевания.

«Мы начинаем раскрывать встроенные защитные механизмы мозга», — говорит Махата. «И это может коренным образом изменить наш подход к лечению».