Согласно новому исследованию Университета Восточной Финляндии, астроциты, поддерживающие клетки мозга, могут играть важную роль в патогенезе болезни Альцгеймера (БА). Это первый раз, когда исследователи обнаружили прямую связь между астроцитами и БА. В исследовании, опубликованном в Stem Cell Reports, изучалась функция клеток мозга семейных пациентов с БА с использованием технологий стволовых клеток.
Болезнь Альцгеймера является наиболее распространенным типом деменции, и нет доступных средств для замедления ее прогрессирования. Механизмы БА плохо изучены, и лекарственная терапия сосредоточена на восстановлении нормальной функции нейронов и микроглии, клеток, опосредующих воспаление головного мозга. Новое исследование показывает, что астроциты, также известные как хозяйственные клетки головного мозга, способствуют снижению функции нейронов при БА. Полученные данные свидетельствуют о том, что по крайней мере некоторые семейные формы БА тесно связаны с нерегулярной функцией астроцитов, что способствует воспалению мозга и ослабляет выработку энергии и передачу сигналов нейронами.
Астроциты – важные клетки мозга, во многом поддерживающие нейроны. Астроциты отвечают, например, за выработку энергии мозгом, ионный и pH-баланс, а также регулируют образование синапсов, связи между нейронами. Последние данные свидетельствуют о том, что человеческие астроциты сильно отличаются от своих собратьев грызунов, и поэтому было бы важно использовать человеческие клетки для изучения человеческих заболеваний. Однако доступность человеческих астроцитов для исследований очень ограничена. В исследовании, проведенном в Университете Восточной Финляндии, использовалась технология индуцированных плюрипотентных стволовых клеток, которая позволяет получать плюрипотентные стволовые клетки из фибробластов кожи человека. Эти индуцированные стволовые клетки затем могут быть далее дифференцированы в клетки головного мозга, например.грамм. нейроны и астроциты с тем же генетическим фоном, что и донор.
В исследовании сравнивали астроциты от семейных пациентов с БА, несущих мутацию в гене пресенилина 1, с астроцитами от здоровых доноров, а также анализировали влияние этих клеток на здоровые нейроны.
Исследователи обнаружили, что астроциты у пациентов с болезнью Альцгеймера продуцируют значительно больше бета-амилоида, чем астроциты у людей без AD. Бета-амилоид – это токсичный белок, который, как известно, накапливается в головном мозге пациентов с БА. Кроме того, астроциты AD секретируют больше цитокинов, которые, как считается, опосредуют воспаление. Астроциты AD также показали изменения в своем энергетическом метаболизме, что, вероятно, привело к увеличению производства активных форм кислорода и снижению выработки лактата, важного энергетического субстрата для нейронов. Наконец, когда астроциты культивировали совместно со здоровыми нейронами, астроциты AD вызвали значительные изменения в сигнальной активности нейронов по сравнению со здоровыми астроцитами.
Это исследование впервые показало, что астроциты у пациентов с болезнью Альцгеймера проявляют множество патологических изменений, типичных для БА. Таким образом, астроциты могут играть ключевую роль на ранних стадиях заболевания, а изменения в функции этих клеток могут привести к нейродегенерации. "Индуцированные плюрипотентные стволовые клетки, которые мы использовали в этом исследовании, оказались чрезвычайно полезными при моделировании заболеваний, и они могут предложить отличную платформу для открытия лекарств и тестирования новых терапевтических мишеней для лечения болезни Альцгеймера в будущем," говорит исследователь ранних стадий Минна Оксанен, ведущий автор исследования.