В продолжающемся поиске лекарственных препаратов от болезни Альцгеймера растущая отрасль медицины дает новую надежду. Терапия стволовыми клетками уже используется для лечения различных видов рака и заболеваний крови и иммунной системы. В новом исследовании, подтверждающем эту концепцию, ученые из Калифорнийского университета в Сан-Диего (University of California San Diego) показывают, что трансплантация стволовых клеток также может быть многообещающим средством лечения болезни Альцгеймера.
В исследовании, опубликованном в научном журнале Cell Reports, ученые демонстрируют, что трансплантация гемопоэтических стволовых клеток и клеток-предшественников была эффективной в устранении множественных признаков и симптомов болезни Альцгеймера в мышиной модели болезни. Мыши, которым вводили здоровые гемопоэтические стволовые клетки, показали сохранную память и когнитивные функции, снижение нейровоспаления и значительно меньшее накопление β-амилоида по сравнению с другими мышами с болезнью Альцгеймера.
Микроглия и болезнь Альцгеймера
«Болезнь Альцгеймера — очень сложное заболевание, поэтому любое потенциальное лечение должно быть нацелено на несколько биологических путей», — комментирует автор исследования Стефани Черки (Stephanie Cherqui), профессор Медицинской школы Калифорнийского университета в Сан-Диего (UC San Diego School of Medicine). «Наша работа показывает, что трансплантация гемопоэтических стволовых клеток и клеток-предшественников может предотвратить осложнения болезни Альцгеймера и стать многообещающим терапевтическим направлением при этом заболевании».
Успех терапии обусловлен ее воздействием на микроглию, тип иммунных клеток в головном мозге. Микроглия по-разному вовлечена в инициирование и прогрессирование болезни Альцгеймера. Известно, что устойчивое воспаление микроглии может способствовать развитию болезни Альцгеймера, поскольку высвобождение воспалительных цитокинов, хемокинов и белков комплемента приводит к увеличению продукции β-амилоида. В здоровых условиях микроглия также играет важную роль в очищении от β-амилоидных бляшек, но при болезни Альцгеймера эта функция нарушена. Возникающее в результате накопление β-амилоида также создает нагрузку на другие клетки головного мозга, включая эндотелиальные клетки, которые влияют на приток крови к мозгу.
Материалы и методы исследования
Автор исследования Приянка Мишра (Priyanka Mishra) решила проверить, может ли трансплантация стволовых клеток привести к образованию новой здоровой микроглии, которая могла бы замедлить прогрессирование болезни Альцгеймера. Лаборатория Черки уже добилась успеха, используя аналогичные трансплантаты стволовых клеток для лечения мышиных моделей цистиноза, лизосомной болезни накопления и атаксии Фридрейха, нейродегенеративного заболевания.
Мишра с соавторами провели системную трансплантацию здоровых гемопоэтических стволовых клеток дикого типа и клеток-предшественников мышам с болезнью Альцгеймера и обнаружили, что трансплантированные клетки действительно дифференцировались в клетки, подобные микроглии, в головном мозге.
Результаты исследования
Затем исследователи оценили поведение животных и обнаружили, что снижение памяти и нейрокогнитивные нарушения были полностью предотвращены у мышей, получивших трансплантацию стволовых клеток. Эти мыши показали лучшее распознавание объектов и восприятие риска, а также нормальные уровни тревожности и двигательную активность по сравнению с мышами, не получавшими лечение.
Присмотревшись к мозгу животных, исследователи обнаружили, что у мышей, получавших здоровые стволовые клетки, наблюдалось значительное уменьшение β-амилоидных бляшек в гиппокампе и коре головного мозга. Трансплантация также привела к уменьшению микроглиоза и нейровоспаления и помогла сохранить целостность гематоэнцефалического барьера.
Наконец, исследователи использовали транскриптомный анализ для измерения экспрессии различных генов у мышей с болезнью Альцгеймера, получавших и не получавших лечение. У тех, кто получал терапию стволовыми клетками, была снижена кортикальная экспрессия генов, связанных с пораженной микроглией, и снижена экспрессия в гиппокампе генов, связанных с пораженными эндотелиальными клетками.
В целом, трансплантация здоровых гемопоэтических стволовых клеток и клеток-предшественников привела к улучшению здоровья микроглии, что, в свою очередь, защитило от множественных уровней патологии Альцгеймера.
Важно отметить, что третья группа мышей, которым вводили стволовые клетки, выделенные от мышей с болезнью Альцгеймера, не продемонстрировала признаков улучшения, показывая, что эти клетки сохраняют информацию, связанную с болезнью Альцгеймера.
В будущих исследованиях будет дополнительно изучено, как здоровые трансплантированные клетки привели к таким значительным улучшениям, и можно ли использовать аналогичные стратегии трансплантации для облегчения симптомов болезни Альцгеймера у людей.
«Болезнь Альцгеймера представляет собой серьезное эмоциональное и экономическое бремя для нашего общества, однако эффективного ее лечения не существует», — заключает Черки. «Мы рады видеть такие многообещающие доклинические результаты терапии гемопоэтическими стволовыми клетками и с нетерпением ждем разработки нового терапевтического подхода к лечению этого разрушительного заболевания».
Авторы другого исследования утверждают, что мышечная масса помогает защитить от болезни Альцгеймера.
