Примерно после 50 лет в человеческом мозге может начинаться важная перестройка, которую долгое время не удавалось заметить. Она затрагивает иммунные клетки гиппокампа — области, играющей центральную роль в обучении и памяти.
Исследование, проведенное при поддержке Национальных институтов здравоохранения США, показало: с возрастом меняется не только активность этих клеток, но, судя по всему, и сам состав иммунной системы мозга. Ученые предполагают, что этот процесс может быть связан с хроническим воспалением, которое часто наблюдается при нейродегенеративных заболеваниях.
Чтобы разобраться в происходящем, исследователи из нескольких американских научных центров изучили ткани гиппокампа 40 умерших людей в возрасте от 20 до 95 лет, у которых при жизни не было неврологических заболеваний.
Особенно заметные изменения обнаружились у микроглии — главных иммунных клеток мозга.
Примерно с 50 до 75 лет количество таких клеток постепенно сокращалось. Одновременно исследователи находили все больше клеток с выраженными признаками воспалительной активности и особенностями, напоминающими иммунные клетки, происходящие из периферической крови.
Именно эта находка оказалась особенно неожиданной.
Микроглия появляется еще во время эмбрионального развития. Долгое время считалось, что затем эти клетки остаются в мозге на протяжении всей жизни человека и самостоятельно поддерживают свою численность.
Новые результаты заставляют внимательнее взглянуть на эту картину. С возрастом часть привычной микроглии, по-видимому, теряется, а иммунная среда мозга постепенно приобретает другие свойства.
Увидеть этот процесс удалось благодаря сочетанию нескольких методов. Ученые изучали не только активность генов, но и трехмерную организацию генома, а также эпигенетические изменения — химические метки, способные сохранять информацию о происхождении клетки.
Обычный анализ активности генов показывает прежде всего, чем клетка занята в данный момент. Эпигенетические признаки позволяют узнать больше о том, откуда она произошла. Именно сочетание этих данных помогло обнаружить смену происхождения и идентичности иммунных клеток, которая при изучении одной только активности генов могла остаться незаметной.
Возрастные изменения обнаружились не только в иммунной системе мозга.
Ученые увидели признаки ухудшения состояния клеток, участвующих в поддержании гематоэнцефалического барьера — защитной границы, регулирующей проникновение веществ из крови в мозг.
Кроме того, во многих типах клеток с возрастом происходили согласованные изменения физической организации генома. Эти структурные перестройки были тесно связаны с изменениями регуляции генов и свойств самих клеток.
Пока исследование не доказывает, что обнаруженная перестройка непосредственно вызывает болезнь Альцгеймера или другие возрастные заболевания мозга.
Теперь ученым предстоит выяснить, почему с возрастом уменьшается количество собственной микроглии мозга и какую роль приходящие ей на смену иммунные клетки могут играть в развитии нейродегенеративных процессов.
Если эта связь подтвердится, понимание такой возрастной перестройки может подсказать новые способы сохранить работу мозга и снизить его уязвимость перед заболеваниями, связанными со старением.
