Новое исследование, опубликованное в научном журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, показывает, как понимание синдрома Дауна поможет лучше понять болезнь Альцгеймера.
Синдром Дауна и болезнь Альцгеймера — какая связь
В головном мозге людей с синдромом Дауна наблюдаются те же нейродегенеративные клубки и бляшки, что и при болезни Альцгеймера, и зачастую это проявляется нейродегенеративными расстройствами в возрасте сорока или пятидесяти лет. Авторы нового исследования из Калифорнийского университета в Сан-Франциско (UC San Francisco) пришли к выводу, что эти клубки и бляшки вызваны теми же бета-амилоидными (Aβ) и тау-прионами, которые, как было показано, стоят за болезнью Альцгеймера.
Прионы представляют собой белки с аномальной структурой, которые деформируются и распространяются по тканям подобно инфекции, заставляя нормальные белки принимать ту же самую неправильную форму. Как при болезни Альцгеймера, так и при синдроме Дауна, прионы Aβ и тау накапливаются в головном мозге, вызывая неврологическую дисфункцию, которая зачастую проявляется деменцией.
По данным Национального института старения (National Institute on Aging), тау-клубки и Аβ-бляшки появляются у большинства людей с синдромом Дауна к 40 годам, причем по меньшей мере у 50% из этой популяции с возрастом развивается болезнь Альцгеймера.
«Здесь у вас есть два заболевания — синдром Дауна и болезнь Альцгеймера — которые имеют совершенно разные причины, и все же мы видим одну и ту же биологию заболевания. Это действительно удивительно», — комментирует автор исследования Стэнли Прузинер (Stanley Prusiner), который был удостоен Нобелевской премии в 1997 году за открытие прионов.
Синдром Дауна является наиболее распространенным нейродегенеративным заболеванием среди молодежи, в то время как болезнь Альцгеймера наиболее распространена среди пожилых.
Синдром Дауна возникает вследствие дополнительной копии 21-й хромосомы. Среди множества генов на этой хромосоме имеется один, называемый APP, который кодирует один из основных компонентов бета-амилоида. Обладая дополнительной копией гена, люди с синдромом Дауна вырабатывают избыточно APP, что может объяснить, почему у них развиваются амилоидные бляшки в раннем возрасте.
Молодой мозг дает более четкую картину
Уже известно, что Aβ-бляшки и тау-клубки присутствуют как при синдроме Дауна, так и при болезни Альцгеймера. Показав ранее, что эти нейродегенеративные особенности провоцируются прионами при болезни Альцгеймера, исследователи решили выяснить, присутствуют ли такие же аберрантные белки в мозге людей с синдромом Дауна.
Хотя были проведены обширные исследования этих бляшек и клубков в головном мозге людей с болезнью Альцгеймера, может быть сложно определить, какие изменения в мозге вызваны старостью, а какие — активностью прионов, дополняет Прузинер.
«Поскольку мы наблюдаем ту же патологию бляшек и клубков в гораздо более молодом возрасте у людей с синдромом Дауна, изучение их головного мозга позволяет нам получить лучшую картину раннего процесса формирования заболевания, до того, как мозг осложнится всеми изменениями, происходящими во время старения», — утверждает исследователь, — «и в идеале вам необходимы методы лечения, которые направлены на эти ранние стадии».
Материалы и методы исследования
Ученые изучили образцы донорских тканей умерших людей с синдромом Дауна, которые получили из биобанков по всему миру. Из 28 образцов, взятых у доноров в возрасте от 19 до 65 лет, исследователи смогли выделить как Aβ, так и тау-прионы почти во всех из них.
Результаты научной работы
Результаты подтверждают не только то, что прионы участвуют в нейродегенерации, наблюдаемой при синдроме Дауна, но и то, что Aβ стимулируют образование тау-клубков, а также амилоидных бляшек, — взаимосвязь, которая предполагалась, но не была доказана.
«В этой области долгое время пытались понять, в чем перекресток между этими двумя патологиями», — комментирует автор исследования Карло Конделло (Carlo Condello). «Случай с синдромом Дауна подтверждает эту гипотезу; теперь у вас есть дополнительная хромосома, которая управляет Aβ, и в хромосоме нет гена tau. Таким образом, действительно, увеличивая экспрессию Aβ, вы запускаете выработку тау».
Практическая значимость работы
По мнению исследователей, еще предстоит выяснить, окажется ли мозговая ткань с синдромом Дауна идеальной моделью для разработки методов лечения болезни Альцгеймера. Хотя у этих двух заболеваний много общего в их прионной патобиологии, существуют некоторые различия. Тем не менее, по словам исследователей, изучение бляшек и клубков при синдроме Дауна является многообещающим путем к выявлению специфических прионов, которые возникают на самых ранних стадиях процесса заболевания. Это понимание могло бы открыть новые перспективы не только в лечении, но, возможно, даже в предотвращении болезни Альцгеймера.
«Если мы сможем понять, как начинается эта нейродегенерация, мы на один большой шаг приблизимся к тому, чтобы иметь возможность вмешаться в значимый момент и фактически предотвратить формирование этих крупных поражений головного мозга», — заключает Конделло.
Авторы другого исследования также заявили, что нашли связь между синдромом Дауна и болезнью Альцгеймера.
