Ранней фазой процесса развития болезни Альцгеймера является повышение метаболизма в части головного мозга, называемой гиппокампом, сообщают ученые из Каролинского института (Karolinska Institutet) в исследовании, опубликованном в научном журнале Molecular Psychiatry. Это открытие открывает новые потенциальные методы раннего вмешательства.
Болезнь Альцгеймера является наиболее распространенной формой деменции и ежегодно поражает около 20 000 человек в Швеции, заявляют авторы исследования. В данной научной работе ученые отмечают, что увеличение метаболизма в митохондриях, клеточных электростанциях, является ранним индикатором заболевания.
Команда ученых, проводившая исследование, использовала мышей, у которых патология болезни Альцгеймера развилась так же, как и у людей. За повышением метаболизма у молодых мышей последовали синаптические изменения, вызванные нарушением системы клеточной рециркуляции (процесс, известный как аутофагия). Данное открытие было удостоено Нобелевской премии по физиологии и медицине в 2016 году.
Со временем обмен веществ в мозгу при болезни Альцгеймера обычно снижается, что способствует деградации синапсов. Это исследователи также могли наблюдать у старых мышей, которые болели данным заболеванием в течение длительного времени.
«Заболевание начинает развиваться за 20 лет до появления симптомов, поэтому важно обнаружить его на ранней стадии, особенно с учетом того, что начинают появляться лекарственные средства замедленного действия», — комментирует Пер Нильссон (Per Nilsson), научный сотрудник кафедры нейробиологии, медицинских наук и общества Каролинского института. «Метаболические изменения могут быть диагностическим фактором».
Мария Анкаркрона (Maria Ankarcrona), научный сотрудник той же кафедры, продолжает: «Интересно, что изменения в метаболизме можно увидеть до того, как в головном мозге накопятся какие-либо из характерных нерастворимых бляшек. Различный энергетический баланс согласуется с тем, что мы видели на изображениях мозга при болезни Альцгеймера, но теперь мы обнаружили эти изменения на более ранней стадии».
Исследование проводилось в тесном сотрудничестве между обеими группами ученых, которые анализировали область мозга мыши, называемую гиппокампом, структуру, которая играет важную роль в кратковременной памяти и поражается на ранних стадиях патологического процесса.
Применяя технику секвенирования РНК, чтобы обнаружить, какие гены активны в клетках гиппокампа на разных стадиях заболевания, исследователи обнаружили, что одной из ранних стадий заболевания является усиление митохондриального метаболизма.
Ученые изучили изменения, которые затем появились в синапсах между нейронами мозга, используя электронную микроскопию и другие методы, и обнаружили, что в синапсах накапливаются везикулы, называемые аутофагосомами, в результате которых отработанные белки расщепляются, а их компоненты метаболизируются, нарушая доступ к функционирующим белкам.
Теперь исследователи будут более подробно изучать роль митохондрий и аутофагии в развитии болезни Альцгеймера — например, на мышах, чье заболевание обеспечивает еще лучшую модель мозга Альцгеймера.
«Эти результаты подчеркивают важность сохранения функциональных митохондрий и нормального белкового метаболизма», — заключает доктор Нильссон. «В дальнейшем мы сможем провести тесты на мышах, чтобы увидеть, могут ли новые молекулы, стабилизирующие митохондриальную и аутофагическую функцию, замедлить развитие болезни».
Авторы другого исследования утверждают, что обыкновенный грибок может спровоцировать развитие болезни Альцгеймера.