Причины развития болезни Альцгеймера, возможно, объяснит новое открытие учёных Йельского университета

07.12.2022

Несмотря на десятилетия изучения и миллиарды долларов, вложенных в изучение болезни Альцгеймера, причины ее развития до сих пор остаются  неясными. Исследователи рассматривали множество версий — от заболеваний десен до аутоиммунных заболеваний. Первоначальная гипотеза о том, что амилоидные бляшки играют центральную роль в возникновении этого состояния, казалась многообещающей. Однако препараты, воздействующие на эти бляшки, в клинических испытаниях показали себя неоднозначно.

Теперь, используя модель болезни Альцгеймера на мышах, ученые Йельского университета, возможно, нашли ответ на вопрос, почему участки белка действительно играют важную роль, хоть и не несут прямую ответственность за развитие заболевания.

«Мы обнаружили, что вокруг каждого отложения амилоида развиваются сотни аксонов», — пишут в своей статье нейробиолог Йельского университета Пэн Юань и его коллеги.

Исследователи выяснили, что за счет накопления лизосом — маленьких отсеков, похожих на мусорные мешки, образуется отек. «Отсеки» создаются клетками для разрушения отходов и удержания их до тех пор, пока они не будут удалены. Лизосомы слипаются в сфероидные структуры вдоль аксонов клеток головного мозга — длинного «передающего кабеля», который тянется от тела клетки и заканчивается ветвями отростков, посылающих сигналы.

Считается, что эти отеки нарушают способность клеток мозга проводить электрические сигналы, которые жизненно важны для формирования и консолидации воспоминаний. Используя визуализацию кальция и напряжения отдельных клеток, команда смогла показать, что количество нарушений сигнала было связано с размерами сфероидов. Сфероидные вздутия остаются стабильными в течение долгого времени, поэтому, вероятно, продолжают нарушать связь нейронов.

Размер и количество сфероидов, обнаруженных в небольшом количестве посмертных образцов человеческого мозга, которые Юань и его коллеги  проанализировали, также коррелируют с уровнями снижения когнитивных функций. Другими словами, у людей с более тяжелой болезнью Альцгеймера было больше опухших сфероидов.

«Учитывая сходство морфологии, органоидов и биохимического состава [сфероидов] у мышей и людей, вполне вероятно, что у людей они также являются стабильными структурами, которые могут нарушать работу нейронных цепей в течение длительных интервалов времени», — объясняют исследователи .

Юань с коллегами выяснили, что белок, называемый PLD3 , сильно экспрессируется в сфероидах. Мыши, у которых отсутствовал ген PLD3, не производили такого же накопления лизосом и демонстрировали меньший уровень набухания их нейронов. Команда обнаружила, что высокие уровни PLD3 иногда приводили к увеличению лизосом даже у здоровых мышей. Однако это было более выражено в сфероидах, расположенных рядом с амилоидными бляшками у мышей с болезнью Альцгеймера, что позволяет предположить, что что-то в бляшках усугубляет процесс отека.
Но эти выводы требуют дальнейшего изучения для их подтверждения, пишет Science Alert.

 

 

«Возможно, удастся устранить нарушение электрических сигналов в аксонах путем нацеливания на PLD3 или другие молекулы, регулирующие лизосомы, независимо от наличия бляшек», — объясняет нейробиолог Йельского университета Хайме Груцендлер.

Хотя эти результаты являются обнадеживающими, это только начало работы. Ученые уже выявили исследования, предлагающие  противоречивые результаты в отношении того, как  изменения лизосом PLD3 работают у мышей и клеток HeLa человека. Так что специалисты Йеля не настаивают на своей правоте. Они просто обозначили будущее направление поисков.

«Мы идентифицировали потенциальную сигнатуру болезни Альцгеймера, которая имеет функциональные последствия для схем мозга, при этом каждый сфероид может нарушить активность сотен нейронных аксонов и тысяч взаимосвязанных нейронов», — резюмирует Груцендлер.

Исследование было опубликовано в журнале Nature.

 

 

 

 

Елена Краснова

Нет комментариев