Микроглия: новая клеточная мишень для исследования болезни Альцгеймера

Микроглия: новая клеточная мишень для исследования болезни Альцгеймера

Люди следящие за разработками в области лечения болезни Альцгеймера, очень хорошо осведомлены о том, что большинство методов лечения, разрабатываемых в настоящее время, прямо или косвенно нацелены на белок бета-амилоид и его производные. Пока, к сожалению, эта стратегия ничего не дала с точки зрения эффективных методов лечения. Однако в развитии болезни участвует множество различных молекулярных участников. Похоже, что при сильном внимании к бета-амилоиду другие потенциальные возможности терапевтического вмешательства были упущены из виду.

Основы теории амилоида

Болезнь Альцгеймера — это хроническое нейродегенеративное заболевание, характеризующееся прогрессирующей деменцией, наиболее распространенной формой деменции во всем мире, и только в США она может поражать более 5 миллионов человек. Невропатологические признаки болезни Альцгеймера включают накопление агрегатов токсичных белков в головном мозге, включая бета-амилоидные бляшки и тау-клубни. Кроме того, болезнь Альцгеймера характеризуется потерей нейронов, а также синапсов, которые являются точками контакта для связи между нейронами. Утрата синапсов связана с когнитивным снижением при болезни Альцгеймера и других нейродегенеративных заболеваниях.

Исследователи протестировали разные гены, которые могут способствовать риску заболевания. Первые несколько обнаруженных генов кодируют белки, которые участвуют в производстве агрегатов амилоида и тау-белка. Взятые вместе, эти открытия привели к выдающейся теории, согласно которой агрегация токсичных амилоидных и / или тау-белков в головном мозге вызывает болезнь Альцгеймера — так называемую «теорию амилоидного каскада» болезни Альцгеймера. Теория состоит в том, что накопление этих токсичных белков запускает церебральный каскад, который вреден для нейронов и синапсов, что приводит к прогрессирующему снижению когнитивных функций.

Теория амилоидного каскада была основным направлением исследований патофизиологии болезни Альцгеймера и руководила разработкой потенциальных новых методов лечения. Хотя фармакотерапия, направленная на эти белки, доказала свою эффективность в снижении нагрузки амилоида, в клинических испытаниях они не смогли улучшить когнитивные функции. Следовательно, на сегодняшний день не существует эффективных методов лечения болезни Альцгеймера. Недавние исследования открыли новые возможности для выявления дополнительных потенциальных причин снижения когнитивных функций при болезни Альцгеймера.

Микроглия: мусорщики мозга

Недавние крупномасштабные генетические исследования показали, что гены, связанные с риском болезни Альцгеймера, сильно экспрессируются в микроглии. Эти результаты предполагают потенциальную роль микроглии в патофизиологии болезни Альцгеймера. Как следует из названия, микроглия — это крошечные глиальные клетки, поддерживающие клетки мозга. Глиальные клетки превосходят число нейронов в соотношении почти 4: 1. Микроглиальные клетки действуют как резидентные иммунные клетки в головном мозге и играют уникальную роль в нейрозащите и поддержании гомеостаза.

Микроглию называют «клетками-мусорщиками», потому что после активации эти клетки могут поглощать клеточный мусор посредством процесса, известного как «фагоцитоз». Следовательно, микроглия может защищать нервные клетки от повреждения, эффективно очищая агрегаты потенциально токсичных белков, таких как избыток бета-амилоида. Эта очищающая функция сделала микроглию многообещающей мишенью для лечения болезни Альцгеймера, направленной на снижение нагрузки амилоидным белком в головном мозге. Во время развития микроглия также играет ключевую роль в удалении лишних синапсов — естественном процессе, называемом «синаптическая обрезка».

Потенциальная роль микроглии в нейродегенерации

Хотя микроглия играет ключевую роль в нейропротекции и гомеостазе мозга, их потенциальная роль в развитии болезни Альцгеймера неясна. Считается, что микроглия способствует воспалению в ответ на невропатологию заболевания и может косвенно повредить нейроны и синапсы, вызывая увеличение провоспалительных цитокинов (например, интерлейкина-6 и фактора некроза опухоли). Однако новое исследование предполагает, что микроглия может иметь более прямую роль в нейродегенерации.

Недавние исследования показывают, что когда микроглии активируются, они могут удалять агрегаты токсичных белков, связанных с болезнью Альцгеймера, но, что важно, также удалять синапсы. Следовательно, процесс удаления синапсов во время развития, по-видимому, аберрантно реактивируется, что может помочь объяснить связь между амилоидной нагрузкой и потерей синапсов при болезни Альцгеймера. Это открытие важно, потому что оно проливает новый свет на причины, по которым лекарства, которые были эффективны для снижения белковой нагрузки, не были эффективны в замедлении когнитивного снижения. Таким образом, дисфункциональная микроглия может непосредственно способствовать нейродегенерации при болезни Альцгеймера, удаляя синапсы и усиливая снижение когнитивных функций.

Авторы этого исследования заставили микроглию стать более активной, отключив ген, кодирующий белок TDP-43 в клетках микроглии. TDP-43 представляет собой ДНК-РНК-связывающий белок, который регулирует фагоцитоз микроглии, и при удалении микроглия становится дисфункциональной и удаляет амилоидный белок, а также синапсы. Интересно, что TDP-43 ранее исследовался на предмет его потенциальной центральной роли в других нейродегенеративных заболеваниях, включая боковой амиотрофический склероз (БАС) и лобно-височную долевую дегенерацию (FTLD-U). При БАС TDP-43 может способствовать нейродегенерации за счет усиления митохондриальной дисфункции.

Потенциальная роль TDP-43 в болезни Альцгеймера, а также в болезнях Хантингтона и Паркинсона стала предметом исследования совсем недавно. Была выдвинута гипотеза, что TDP-43 может способствовать дисфункции митохондрий при болезни Альцгеймера или образованию амилоидных бляшек. Недавние результаты раскрывают новую роль TDP-43 в патофизиологии болезни Альцгеймера благодаря патологическому сокращению синапсов, вызванному микроглиями. Это может быть критически важно для раннего снижения когнитивных функций при болезни Альцгеймера, поскольку усиление регуляции фагоцитоза микроглии в ответ на обнаружение избыточных агрегатов белка может привести к удалению синапсов, что, в свою очередь, вызывает снижение когнитивных функций. Эти результаты согласуются с посмертными исследованиями пациентов с болезнью Альцгеймера, где уровни TDP-43 связаны с траекторией когнитивного снижения (особенно эпизодического снижения памяти) и деменции.

Эти новые результаты важны, потому что они предоставляют доказательства потенциальной роли микроглии в патогенезе болезни Альцгеймера. Они также поднимают важные вопросы о механизмах, участвующих в вызванном микроглией патологическом синаптическом сокращении. Понимание этих механизмов может привести к разработке новых методов лечения болезни Альцгеймера, направленных на сохранение очищающего действия микроглии от белков, предотвращая патологическое удаление синапсов.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.

Наверх