Клетки мозга помогают некоторым людям с болезнью Альцгеймера избежать деменции

Фото из открытых источников

Исследования показывают, почему повреждение головного мозга при болезни Альцгеймера не всегда приводит к деменции, подчеркивая роль защитных клеток мозга. Результаты исследования опубликованы в журнале Cell Stem Cell.

Деменция, вызванная болезнью Альцгеймера, часто характеризуется накоплением в клетках головного мозга липких бляшек и запутанных волокон, которые нарушают память. Но эта картина так и не смогла до конца объяснить, почему некоторые люди, демонстрируя одинаковые повреждения, всё ещё ясно мыслят.

Новые исследования указывают на другой ответ. Вместо того чтобы сосредотачиваться только на степени тяжести заболевания, ученые теперь изучают, как клетки мозга реагируют на него — и почему некоторые из них, кажется, сопротивляются его воздействию.

В гиппокампе, центре памяти головного мозга, эти клетки, похожие на молодые, обнаруживались у пожилых людей как с деменцией, так и без нее, что подтверждает связь этого открытия с областью, имеющей центральное значение для потери памяти.

Изучив эту ткань, Евгения Сальта из Нидерландского института нейронаук (NIN) напрямую связала сохранившиеся клеточные программы с поддержанием мыслительных процессов у людей, устойчивых к деменции.

Эти клетки не исчезали с возрастом или с болезнью. Вместо этого они различались по тому, насколько эффективно они поддерживали процессы восстановления, выживания и низкую воспалительную активность.

Этот контраст устанавливает границы для полученных результатов, указывая на клеточное поведение как на критически важный фактор и поднимая вопросы о том, как эти программы поддерживаются или утрачиваются.

На протяжении многих лет ученые спорят о нейрогенезе у взрослых — образовании новых клеток головного мозга после детства, поскольку некоторые данные, полученные в ходе исследований на людях, свидетельствуют о его крайне редком характере.

Другие исследования позволили сохранить эту область открытой, сообщив о наличии молодых клеток головного мозга в тканях памяти у пожилых людей, даже в процессе старения. Команда Сальты не доказала напрямую рождение новых клеток, но обнаружила незрелые нейроны — клетки мозга, похожие на молодые, — в каждой группе доноров.

Сохранение этих клеток в очень старом мозге делает их важными, даже если точная дата их рождения остается неизвестной.

При болезни Альцгеймера повреждения могут включать в себя отложения липкого белка и скрученные волокна, которые со временем ослабляют связь между клетками головного мозга. Независимые исследования показали, что примерно одинаковая доля пожилых людей имеет признаки болезни Альцгеймера, но не страдает когнитивными нарушениями.

«Примерно 30 процентов пожилых людей, у которых развивается болезнь Альцгеймера, никогда не испытывают ее симптомов», — сказал Сальта.

Для семей этот разрыв отделяет патологию головного мозга от перенесенного заболевания и делает защитные механизмы центральными.

Подсчет клеток не дал столь четкого объяснения устойчивости, как ожидали исследователи после сравнения групп доноров. У устойчивых доноров наблюдались незрелые нейроны, которые активировали гены, связанные с выживанием, восстановлением и подавлением воспаления — иммунного ответа, который в противном случае может повредить ткани.

При тяжелой форме болезни Альцгеймера наблюдалось, что клетки одного и того же типа теряли сигналы незрелости, в то время как активность, связанная со стрессом, возрастала. Таким образом, ключевой подсказкой стало клеточное поведение, а не простое увеличение или уменьшение количества нейронов, похожих на молодых.

Активность генов привела к тому, что незрелые нейроны стали выглядеть биологически моложе, чем расположенные рядом зрелые нейроны в той же ткани. Они передавали более сильные сигналы для восстановления ДНК — процесса, исправляющего поврежденный генетический материал, — и для выработки энергии.

Некоторые маркеры также отличались от маркеров клеток мозга до рождения, что позволяет предположить, что клетки взрослого организма адаптировались к более зрелой среде мозга. Такое сочетание факторов оставляло открытым вопрос о том, были ли эти клетки новорожденными, медленно созревающими или выполняющими другую функцию восстановления.

У людей с устойчивым мозгом также сохранялась более тесная связь между незрелыми нейронами и соседними клетками мозга в области памяти. Эти сообщения касались поддержки миелина — жировой оболочки, которая помогает нервным сигналам эффективно передаваться.

Другие сигналы указывали на противовоспалительную активность и поддержку роста, которые помогают нейронам выживать в условиях стресса. Коммуникация имела значение, поскольку изолированная восстановительная ячейка не может в одиночку защитить более крупную сеть памяти.

При болезни Альцгеймера защитный механизм ослабевал до того, как клетки головного мозга полностью исчезали из исследованной ткани, отвечающей за память. В тяжелых случаях наблюдался более низкий уровень кластерина, белка, связанного с защитой клеток, в тех же самых клетках, которые выглядят как молодые.

Прозапозин, еще один белок, связанный с выживанием, также оказался более активным в устойчивых клетках головного мозга, чем в клетках с тяжелой деменцией. Эти закономерности указывают на то, что защита действует внутри клеток и посредством сигналов, передаваемых соседним клеткам.

Пожертвованные после смерти ткани могут показать, что происходило с клетками перед смертью, но они не могут доказать причинно-следственную связь. Команда не смогла наблюдать за тем, как незрелые нейроны восстанавливают живые ткани, или отслеживать момент рождения каждой клетки.

«На основании полученных данных мы предполагаем функцию клеток, но подтвердить это в рамках данного исследования мы не можем», — сказал Сальта.

Это ограничение делает полученные результаты важными, но пока не позволяет использовать их для определения тактики лечения людей с нарушениями памяти. Для будущих экспериментов в NIN и других лабораториях потребуются живые модели, чтобы показать, как незрелые нейроны взаимодействуют с иммунными и вспомогательными клетками.

Культуры человеческих стволовых клеток — выращенные в лаборатории клетки, используемые для моделирования тканей, — позволяют проверить, влияют ли гены-кандидаты на выживаемость, воспаление или передачу сигналов.

Увеличение числа доноров может показать, влияют ли пол, генетика или стадия заболевания на эффективность программы повышения устойчивости. Идеи относительно лекарственных препаратов останутся лишь предположениями до тех пор, пока исследователи не докажут, что безопасная активация этих программ улучшает память.

В настоящее время устойчивость воспринимается не столько как случайность, сколько как активное состояние, в котором уязвимая ткань памяти продолжает реагировать на повреждения. Понимание этой реакции может помочь в усилиях по сохранению функций мозга, не сводя болезнь Альцгеймера к одной единственной причине.

* Информация представлена исключительно в ознакомительных целях и не служит рекомендацией для лечения заболеваний