Авторы нового исследования заявляют, что дисфункция астроцитов может быть причиной снижения когнитивных функций и ухудшения памяти у людей с деменцией. Причиной может быть накопление белка в астроцитах, который, по-видимому, запускает аномальную противовирусную активность, что приводит к ухудшению памяти. Результаты исследования опубликованы в научном журнале Science Advances.
Новизна исследования
Дисфункция клеток, называемых нейронами, которые передают сообщения по всему мозгу, долгое время была главным «виновником» в когнитивном дефиците, связанном с деменцией. Однако, авторы нового исследования заявляют, что аномальной иммунной активности в ненейрональных клетках мозга, называемых астроцитами, достаточно, чтобы вызвать когнитивный дефицит при деменции. Открытие может привести к новым методам лечения, которые уменьшат избыточную иммунную активность астроцитов и их вредное воздействие на другие клетки мозга и познание.
«Дисфункция астроцитов сама по себе может привести к ухудшению памяти, даже если нейроны и другие клетки в остальном здоровы», — комментирует соавтор исследования доктор Анна Орр (Anna Orr). «У мышей мы обнаружили, что астроциты могут вызывать снижение когнитивных функций благодаря своей противовирусной активности, которая может сделать нейроны гиперактивными».
В то время как нейроны интенсивно изучались при деменции и других заболеваниях, гораздо меньше исследований было сосредоточено на астроцитах, которые, по мнению многих ученых, играют лишь вспомогательную роль по отношению к нейронам в здоровье мозга.
«Нас очень интересует роль астроцитов в когнитивных и поведенческих расстройствах», — доавила она. «Эти клетки преобладают в мозге и выполняют различные ключевые функции, но их участие в нейрокогнитивных расстройствах, таких как деменция, плохо изучено».
TDP- 43 в астроцитах гиппокампа и деменция
Когда исследователи, в том числе автор исследования доктор Авиталь Лихт-Мурава (Avital Licht-Murava), исследовали образцы тканей умерших людей, у которых была диагностирована либо болезнь Альцгеймера, либо лобно-височная деменция, то обнаружили накопление белка, называемого TDP- 43 в астроцитах гиппокампа, области головного мозга, играющей важную роль в памяти.
Чтобы понять влияние этого накопления белка, команда исследователей провела серию экспериментов на моделях мышей и клетках мозга, выращенных в лаборатории. Среди других ученых, принимавших участие в исследовании, — доктор Роберт Шварц (Robert Schwartz) и доктор Роберт Фромке (Robert Froemke) из Нью-Йоркского университета (New York University).
У мышей накопления TDP-43 в астроцитах было достаточно, чтобы вызвать прогрессирующую потерю памяти, но не другие поведенческие изменения.
«Астроциты в гиппокампе, по-видимому, более уязвимы для этой патологии», — комментирует автор исследования.
Результаты научной работы
Чтобы понять причины ухудшения памяти на молекулярном уровне, соавтор исследования Анна Орр проанализировала экспрессию генов и обнаружила высокие уровни активности противовирусных генов, хотя вируса в мозгу не было.
Астроциты продуцируют чрезмерное количество иммунных мессенджеров, называемых хемокинами, которые могут активировать хемокиновые рецепторы CXCR3, обычно обнаруживаемые на инфильтрирующих иммунных клетках. К своему удивлению, команда исследователей обнаружила, что уровни рецептора CXCR3 были повышены в нейронах гиппокампа и что чрезмерная активность рецептора CXCR3 делала нейроны «гиперактивными».
«Блокирование CXCR3 уменьшило активность нейронов в отдельных нейронах, а устранение CXCR3 у мышей с помощью генной инженерии облегчило когнитивный дефицит, вызванный накоплением астроцитарного TDP-43», — объясняет Анна Орр.
Эти эксперименты демонстрируют, что поврежденные астроциты могут играть пагубную роль при деменции.
«Для эффективной терапии нам необходимо рассматривать астроциты наряду с нейронами», — добавила доктор Орр.
Лекарственные средства, воздействующие на определенные иммунные пути, могут помочь улучшить когнитивные функции у людей с деменцией. Доктор отметила, что ученые уже проводят клинические испытания блокаторов CXCR3 для лечения артрита и других воспалительных состояний. Эти препараты можно было бы протестировать и потенциально использовать для лечения деменции. Это исследование также может дать представление о том, как противовирусный иммунный ответ может вызывать когнитивную дисфункцию. Предыдущие исследования связывали вирусные инфекции с болезнью Альцгеймера и долгосрочными нейрокогнитивными эффектами, такими как потеря памяти и мозговой туман. Аномальная иммунная активность в астроцитах может способствовать этим когнитивным эффектам, а также повышать восприимчивость людей к вирусным инфекциям, что может еще больше ухудшить здоровье мозга и способствовать некоторым случаям деменции.
В настоящее время команда ученых изучает, как TDP-43 изменяет противовирусную активность астроцитов и повышают ли эти изменения восприимчивость мозга к вирусным патогенам.
«Астроциты могут способствовать устойчивости или уязвимости к заболеваниям головного мозга», — заключила доктор Анна Орр. «Понимание того, как они активизируют когнитивные функции или вызывают снижение когнитивных функций, будет иметь решающее значение для понимания здоровья мозга и разработки эффективных методов лечения».
Авторы другого исследования заявляют, что астроциты играют важную роль в обсессивно-компульсивном расстройстве
Ведущий специалист отдела организации клинических исследований, терапевт, врач ультразвуковой диагностики АО «СЗМЦ» (г. Санкт-Петербург), главный редактор, учредитель сетевого издания Medical Insider, а также автор статей
E-mail для связи – [email protected];
