Болезнь Альцгеймера, одна из наиболее распространенных форм деменции, характеризуется постепенным накоплением патологических изменений в мозге, приводящих к утрате когнитивных функций. Согласно новым исследованиям, проведенным с использованием передовых методов картирования мозга, процесс повреждения мозга при болезни Альцгеймера происходит в две отдельные фазы.
Первая фаза, ранняя, характеризуется медленным и незаметным повреждением мозга, затрагивающим лишь несколько уязвимых типов клеток. В этот период симптомы заболевания еще не проявляются, что затрудняет раннюю диагностику. Вторая фаза, поздняя, сопровождается более разрушительными изменениями, которые совпадают с появлением симптомов и быстрым накоплением характерных для болезни Альцгеймера патологических образований.
Нейроморфология болезни Альцгеймера: двухфазный процесс разрушения мозга
Ученые проанализировали мозг 84 человек и обнаружили, что повреждение одного типа клеток, называемых тормозными нейронами, на ранней стадии может вызвать проблемы в нейронных цепях, лежащих в основе заболевания. Это открытие свидетельствует о том, что ранние изменения в мозге происходят постепенно и «тихо», до появления каких-либо симптомов.
Исследования также показали, что болезнь Альцгеймера изменяет мозг в две «эпохи» или фазы. Многие из традиционно изучаемых изменений происходят быстро во время второй фазы, совпадая с появлением проблем с памятью и других симптомов.
Исследование, проведенное в Институте Аллена в Сиэтле, продемонстрировало, как мощные новые технологии, предоставленные в рамках инициативы BRAIN NIH, меняют наше понимание таких заболеваний, как болезнь Альцгеймера. С помощью этих инструментов ученые смогли обнаружить самые ранние клеточные изменения в мозге, чтобы создать более полную картину того, что происходит в течение длительного времени.
Результаты исследования также показали, что самые ранние изменения происходят постепенно и «тихо» на первой фазе, до появления каких-либо симптомов. Эти изменения включают медленное накопление бляшек, активацию иммунной системы мозга, повреждение клеточной изоляции, которая помогает нейронам посылать сигналы, и гибель клеток, называемых нейронами, ингибирующими соматостатин (SST).
Ученые также обнаружили, что ген REELIN может быть связан с уязвимостью некоторых нейронов к болезни Альцгеймера. Исследование также показало, что звездообразные клетки мозга, называемые астроцитами, могут обеспечивать устойчивость или противостоять вреду, причиняемому болезнью.
Проект возглавлял Мариано Габитто и Кайл Траваглини из Института Аллена. Они использовали инструменты, разработанные в рамках Инициативы по исследованию мозга NIH, для изучения более 3,4 миллионов клеток головного мозга доноров, умерших на различных стадиях болезни Альцгеймера. Образцы тканей были получены в ходе исследования «Изменения в мышлении взрослых» и Исследовательского центра болезни Альцгеймера Вашингтонского университета.
Это исследование демонстрирует, как мощные новые технологии, предоставленные в рамках инициативы BRAIN NIH, меняют наше понимание таких заболеваний, как болезнь Альцгеймера. С помощью этих инструментов ученые смогли обнаружить самые ранние клеточные изменения в мозге, чтобы создать более полную картину того, что происходит в течение длительного времени. Новые знания, полученные в результате этого исследования, могут помочь ученым и разработчикам лекарств во всем мире разработать методы диагностики и лечения, нацеленные на определенные стадии болезни Альцгеймера и других деменций.
Литература:
Mariano I. Gabitto et al, Integrated multimodal cell atlas of Alzheimer’s disease, Nature Neuroscience (2024). DOI: 10.1038/s41593-024-01774-5