Международная группа ученых обнаружила ранее неизвестный тип клеток мозга, способных защищать от болезни Альцгеймера. Эти клетки, представляющие собой особую форму микроглии – иммунных клеток мозга, – снижают воспаление и замедляют повреждения, характерные для заболевания. Укрепление естественных защитных механизмов открывает совершенно новые перспективы для разработки методов лечения.
Болезнь Альцгеймера, наиболее распространенная причина деменции, характеризуется двойственной ролью микроглии. Эти клетки могут как защищать мозг, удаляя вредные отложения, так и, при определенных условиях, способствовать повреждениям и воспалению. То, как ведут себя эти клетки, значительно влияет на развитие заболевания.
Исследователи из Медицинской школы Икана на горе Синай, а также ученые из Института биологии и старения Макса Планка в Кёльне, Университета Рокфеллера, Городского университета Нью-Йорка и других международных организаций выявили уникальную группу микроглий, которые, по всей видимости, защищают мозг. Это открытие может проложить путь к новым стратегиям лечения, направленным на замедление или предотвращение болезни Альцгеймера.
В исследовании, опубликованном 5 ноября в журнале Nature, команда выяснила, что микроглии с более низким уровнем транскрипционного фактора PU.1 и более высокой экспрессией рецептора CD28 помогают уменьшить воспаление мозга. Эти специализированные клетки также замедляют накопление амилоидных бляшек и распространение токсичных тау-белков, которые являются ключевыми признаками болезни Альцгеймера.
PU.1 – это белок, который связывается с определенными участками ДНК, регулируя активацию или подавление генов. CD28, находящийся на поверхности Т-клеток, действует как сигнальный рецептор, поддерживающий активацию и связь иммунных клеток.
Используя мышиные модели болезни Альцгеймера, а также клетки человеческого мозга и образцы тканей, исследователи показали, что снижение уровня PU.1 стимулирует микроглии к экспрессии иммунорегулирующих рецепторов, обычно обнаруживаемых в лимфоидных клетках. Хотя эти защитные микроглии составляют лишь небольшую часть всех микроглий, их эффект обширен: они подавляют воспаление по всему мозгу и помогают сохранять память и выживаемость у мышей.
Когда ученые удалили CD28 из этой специфической подгруппы микроглий, воспаление усилилось, а рост бляшек увеличился. Это подтвердило, что CD28 играет важную роль в поддержании активности этих защитных клеток мозга.
«Микроглии – это не просто деструктивные факторы при болезни Альцгеймера; они могут стать защитниками мозга, – отмечает Энн Шефер, доктор медицины и философии, профессор кафедры нейробиологии Нэша в Медицинской школе Икана, содиректор Центра глиальной биологии в Институте мозга Фридмана, директор Института биологии старения Макса Планка и старший автор статьи. – Это открытие расширяет наши предыдущие наблюдения о замечательной пластичности состояний микроглий и их важной роли в различных функциях мозга. Оно также подчеркивает жизненно важное значение международного сотрудничества для прогресса науки».
«Замечательно видеть, что молекулы, давно известные иммунологам по их роли в B- и T-лимфоцитах, также регулируют активность микроглий, – добавляет Александр Тараховский, доктор медицины и философии, профессор иммунологии, вирусологии и микробиологии имени доктора Плутарха Папамарку в Университете Рокфеллера и соавтор исследования. – Это открытие происходит в то время, когда регуляторные Т-клетки получили широкое признание как главные регуляторы иммунитета, что подчеркивает общую логику иммунной регуляции между различными типами клеток. Оно также прокладывает путь для иммунотерапевтических стратегий при болезни Альцгеймера».
Исследование основывается на более ранних генетических данных, полученных Элисон М. Гоут, доктором философии, профессором геномики имени Джин К. и Джеймса У. Кристалл, заведующей кафедрой генетики и геномных наук в Медицинской школе Икана, основателем Центра болезни Альцгеймера имени Рональда М. Лоэба на горе Синай и старшим соавтором текущего исследования. Предыдущая работа доктора Гоут идентифицировала общий генетический вариант в гене SPI1 (который отвечает за производство PU.1), связанный с более низким риском развития болезни Альцгеймера.
«Эти результаты предоставляют механистическое объяснение того, почему более низкие уровни PU.1 связаны со сниженным риском болезни Альцгеймера», – указывает доктор Гоут.
Открытие взаимосвязи PU.1–CD28 предлагает новую молекулярную основу для понимания того, как микроглии могут защищать мозг. Оно также подкрепляет идею, что воздействие на активность микроглий с помощью иммунологических методов лечения может изменить течение болезни Альцгеймера.
Исследование было поддержано Национальными институтами здравоохранения, Европейским исследовательским советом, Фондом Ставроса Ниархоса, Фондом изучения болезни Альцгеймера, Фондом Freedom Together, грантом Бельферского консорциума по нейродегенерации, Центром наук о жизни штата Массачусетс, стипендией Робин Чемерс Ньюстейн для постдокторантов, Фондом Альфреда П. Слоуна, Ассоциацией болезни Альцгеймера, Фондом BrightFocus, Национальным обществом рассеянного склероза, а также наградами за клинические и трансляционные исследования.
