Назад
Многие нейродегенеративные заболевания, или состояния, возникающие в результате потери функций или гибели клеток мозга, остаются практически не поддающимися лечению.
Большинство существующих методов лечения направлены только на один из многочисленных процессов, которые могут привести к нейродегенерации, что может оказаться неэффективным для полного устранения симптомов или прогрессирования заболевания, если вообще возможно.
Но что если исследователи воспользуются присущими мозгу способностями к самоочищению и самоисцелению? Мы с коллегами из лаборатории Лукенса в Университете Вирджинии считаем, что собственная иммунная система мозга может стать ключом к лечению нейродегенеративных заболеваний. В ходе наших исследований мы обнаружили белок, который может быть использован для того, чтобы помочь иммунным клеткам мозга, или микроглии, противостоять болезни Альцгеймера. (Автор статьи - Kristine Zengeler, Университет Вирджинии).
Ни один из существующих методов лечения нейродегенеративных заболеваний не останавливает продолжающуюся нейродегенерацию и одновременно помогает пораженным участкам тела заживать и восстанавливаться. С точки зрения неудачных методов лечения, болезнь Альцгеймера является, пожалуй, самым известным нейродегенеративным заболеванием. Болезнь Альцгеймера возникает в результате атрофии мозга, сопровождающейся гибелью нейронов и потерей связей между ними. Эти потери способствуют ухудшению памяти и когнитивных способностей. Миллиарды долларов были направлены на исследования методов лечения болезни Альцгеймера, но почти все испытанные на сегодняшний день препараты потерпели неудачу в клинических испытаниях.
Другим распространенным нейродегенеративным заболеванием, нуждающимся в улучшении методов лечения, является рассеянный склероз. Это аутоиммунное заболевание вызывается тем, что иммунные клетки атакуют защитную оболочку нейронов, называемую миелином. Разрушение миелина приводит к затруднению коммуникации между нейронами и их связей с остальным организмом. Существующие методы лечения подавляют иммунную систему и могут иметь потенциально разрушительные побочные эффекты. Многие из этих методов лечения не решают проблему токсического воздействия остатков миелина, которые накапливаются в нервной системе и могут убивать клетки.
Микроглия - это иммунные клетки, маскирующиеся под клетки мозга. У мышей микроглия зарождается в желточном мешке эмбриона и затем проникает в мозг на ранних стадиях развития. Происхождение и миграция микроглии у людей еще не изучены. Микроглия играет важную роль в здоровом функционировании мозга. Как и другие иммунные клетки, микроглия быстро реагирует на патогены и повреждения. Они помогают устранить травмы и восстановить поврежденные ткани, а также могут принимать активное участие в борьбе с патогенами. Микроглия также может регулировать воспаление мозга - нормальную часть иммунного ответа, которая может вызвать отек и повреждения, если ее не контролировать. Микроглия также поддерживает здоровье других клеток мозга. Например, они могут выделять молекулы, способствующие устойчивости, такие как белок BDNF, который, как известно, полезен для выживания и функционирования нейронов.
Но главная особенность микроглии - это ее поразительные навыки уборщика. Из всех типов клеток мозга микроглия обладает исключительной способностью убирать мусор в мозге, включая поврежденный миелин при рассеянном склерозе, кусочки мертвых клеток и амилоид бета, токсичный белок, который является отличительной чертой болезни Альцгеймера. Для этого они потребляют и расщепляют мусор в окружающей среде, эффективно поглощая мусор вокруг себя и соседних клеток.
Учитывая множество важнейших функций, которые микроглия выполняет для поддержания работы мозга, эти клетки могут обладать способностью бороться с многочисленными проявлениями дисфункции, связанной с нейродегенерацией. Более того, будучи пожизненными обитателями мозга, микроглия уже обучена лучшим методам защиты мозга. Эти факторы ставят микроглию в идеальное положение для исследователей, чтобы использовать присущие ей способности для защиты от нейродегенерации.
Новые данные, полученные как на животных моделях, так и на пациентах, указывают на ранее недооцененную роль микроглии в развитии нейродегенеративных заболеваний. Многие генетические факторы риска развития таких заболеваний, как болезнь Альцгеймера и рассеянный склероз, тесно связаны с аномальной функцией микроглии. Эти данные подтверждают все большее число исследований на животных, которые показывают, что нарушение функции микроглии может способствовать возникновению и тяжести неврологических заболеваний.
В связи с этим возникает следующий логичный вопрос: как исследователи могут использовать микроглию для защиты нервной системы от нейродегенерации? В недавнем исследовании нашей лаборатории мы изучили важнейший белок SYK, который микроглия использует для управления своей реакцией на нейродегенерацию.
Наши сотрудники обнаружили, что микроглия повышает активность SYK, когда встречает в своем окружении мусор, такой как амилоид бета при болезни Альцгеймера или остатки миелина при рассеянном склерозе. Когда мы подавили функцию SYK в микроглии, мы обнаружили, что в мышиных моделях болезни Альцгеймера накапливается в два раза больше амилоида бета, а в мышиных моделях рассеянного склероза - в шесть раз больше остатков миелина.
Блокирование функции SYK в микроглии мышиных моделей болезни Альцгеймера также ухудшило здоровье нейронов, о чем свидетельствовало повышение уровня токсичных нейронных белков и резкое увеличение числа умирающих нейронов. Это коррелировало с ускоренным снижением когнитивных способностей, поскольку мыши не смогли пройти тест на пространственную память. Аналогичным образом, нарушение работы SYK в мышиных моделях рассеянного склероза усугубляло двигательную дисфункцию и препятствовало восстановлению миелина. Эти данные свидетельствуют о том, что микроглия использует SYK для защиты мозга от нейродегенерации.
Но как SYK защищает нервную систему от повреждений и дегенерации? Мы обнаружили, что микроглия использует SYK для миграции в сторону мусора в мозге. Он также помогает микроглии удалять и уничтожать этот мусор, стимулируя другие белки, участвующие в процессах очистки. Эти работы подтверждают идею о том, что SYK помогает микроглии защищать мозг, заряжая ее на удаление токсичных материалов.
Наконец, мы хотели выяснить, можно ли использовать SYK для создания "супермикроглии", которая поможет очистить мозг от мусора до того, как он усугубит нейродегенерацию. Когда мы дали мышам препарат, повышающий функцию SYK, мы обнаружили, что через неделю после приема препарата у мышей с болезнью Альцгеймера снизился уровень накопления бляшек в мозге. Этот вывод указывает на возможность повышения активности микроглии для лечения болезни Альцгеймера.
Потребуются дальнейшие исследования, чтобы выяснить, будет ли создание "супербригады" по очистке микроглии для лечения нейродегенеративных заболеваний полезно для людей. Но наши результаты позволяют предположить, что микроглия уже играет ключевую роль в профилактике нейродегенеративных заболеваний, помогая удалять токсичные отходы в нервной системе и способствуя заживлению поврежденных участков.
Однако хорошего может быть слишком много. Чрезмерное воспаление, вызванное микроглией, может усугубить неврологическое заболевание. Мы считаем, что снабжение микроглии надлежащими инструкциями, позволяющими ей выполнять свои полезные функции, не причиняя дальнейшего вреда, может в один прекрасный день помочь в лечении и профилактике нейродегенеративных заболеваний.
