Большинство существующих методов лечения болезни Альцгеймера направлены на то, чтобы замедлить ее развитие. Вернуть мозгу уже утраченные функции гораздо сложнее, поскольку взрослый мозг почти не способен заменять погибшие нейроны.
Однако исследователи из Университета Южной Каролины показали на мышах необычный подход: они заставили другие клетки мозга превращаться в новые нейроны. После лечения у животных улучшились память и поведение, а в мозге увеличилась плотность нервных клеток.
По словам одного из авторов работы Пэйшэна Сюя, заметные различия между лечеными и нелечеными мышами появились уже после первой инъекции. После второй животные показали еще более выраженное улучшение когнитивных способностей.
В основе метода лежит технология, впервые разработанная в 2017 году. Она позволяет с помощью антител удалять из клеток определенные белки.
Позже исследователи создали ее инъекционную версию: антитела помещают в полимерный наногель с наночастицами. Первоначально эту систему испытывали на клетках рака молочной железы, а теперь ученые решили применить ее против болезни Альцгеймера.
На этот раз целью стал белок ПТБП1.
Исследователей заинтересовали астроциты — клетки мозга, которые поддерживают работу нейронов и при определенных условиях способны превращаться в новые нервные клетки. В развивающемся мозге подобные процессы происходят гораздо активнее, но у взрослых животных практически прекращаются. Одним из белков, связанных с этим ограничением, считается ПТБП1.
Ученые использовали свою систему, чтобы снизить уровень этого белка.
Сначала метод проверили на клетках мозга, выращенных в лаборатории, а затем на трехмерных мозговых органоидах. После уменьшения количества ПТБП1 астроциты действительно начали превращаться в нейроны.
Исследователи также проверили, способны ли новые клетки нормально работать. Измерения электрической активности показали, что полученные нейроны функционировали подобно обычным нервным клеткам и даже формировали связанные между собой сети.
После этого эксперимент перенесли на мышей с состоянием, напоминающим болезнь Альцгеймера.
У таких животных нарушаются не только память и способность к обучению. Они, например, хуже строят гнезда — поведение, которое исследователи используют как один из показателей способности выполнять обычные повседневные действия.
Мышам сделали две инъекции экспериментального препарата и в течение нескольких недель наблюдали за их поведением.
Постепенно животные снова начали лучше строить гнезда. Они также успешнее справлялись с заданиями в водном лабиринте, который используется для проверки памяти и пространственного обучения.
Изменения происходили и непосредственно в мозге. Исследователи обнаружили более высокую плотность нейронов у леченых животных. Новые нервные клетки могли созревать и сохраняться.
Кроме того, улучшились некоторые биологические показатели, связанные с болезнью Альцгеймера, включая воспаление и накопление проблемных белков.
Это делает подход особенно интересным: вместо попытки лишь замедлить гибель нейронов исследователи предлагают восполнять их количество непосредственно внутри мозга и потенциально восстанавливать поврежденные нервные связи.
Однако результаты пока получены только на лабораторных моделях, и неизвестно, будет ли метод работать у людей.
Есть и еще одна причина для осторожности. Более ранние исследования других ученых уже показывали, что снижение уровня ПТБП1 может приводить к образованию новых нейронов и улучшению симптомов болезни Паркинсона у мышей. Однако последующие эксперименты не смогли надежно воспроизвести эти результаты.
Новая работа вновь указывает на то, что воздействие на ПТБП1 может стимулировать образование нейронов, но окончательные выводы делать рано.
Исследователи считают, что если удастся действительно восполнять количество нейронов, восстанавливать связи между ними и заново формировать поврежденные нервные цепи, такой подход потенциально сможет бороться не только с прогрессированием нейродегенеративных заболеваний, но и с одним из их главных последствий — потерей самих нервных клеток.
Следующим этапом должны стать более длительные эксперименты, а затем испытания на приматах.
Только после этого можно будет говорить о возможности перехода к исследованиям с участием людей.
Работа опубликована в журнале Cell Biomaterials.
