Ученые, финансируемые Национальным институтом здоровья, обнаружили потенциальную стратегию разработки методов лечения, чтобы остановить болезненный процесс при болезни Альцгеймера. Он основан на чистке и удалении токсичного мусора, который накапливается в головном мозге пациентов, путем блокирования активности малоизвестного белка-регулятора, называемого CD33.
"Слишком высокая активность CD33, по-видимому, способствует позднему началу болезни Альцгеймера, не позволяя опорным клеткам выводить токсичные бляшки, ключевые факторы риска заболевания," объяснил Рудольф Танци, доктор философии.D., больницы Массачусетса и Гарвардского университета, грантополучатель Национального института психического здоровья NIH (NIMH) и Национального института старения (NIA). "Будущие лекарства, которые препятствуют активности CD33 в головном мозге, могут помочь предотвратить или вылечить заболевание."
Танци и его коллеги сообщают о своих открытиях 25 апреля 2013 г. в журнале Neuron.
"Эти результаты раскрывают ранее неизвестный потенциально мощный механизм защиты нейронов от токсичности и воспаления," сказал директор NIMH Томас Р. Инсель, М.D. "Принимая во внимание растущее количество доказательств того, что расстройства головного мозга частично совпадают на молекулярном уровне, понимание такой работы при болезни Альцгеймера также может дать представление о других психических расстройствах."
Вариация гена CD33 оказалась одним из четырех главных подозреваемых в крупнейшей общегеномной сети семей, пораженных болезнью Альцгеймера, о чем сообщили Танзи и его коллеги в 2008 году. Было известно, что ген вырабатывает белок, регулирующий иммунную систему, но его функция в мозге оставалась неуловимой. Чтобы выяснить, как это может способствовать развитию болезни Альцгеймера, исследователи использовали генетику, биохимию человека и ткани мозга человека, эксперименты на мышах и клетках.
Они обнаружили сверхэкспрессию CD33 в поддерживающих клетках, называемых микроглией, в посмертном мозге пациентов, у которых была болезнь Альцгеймера с поздним началом, наиболее распространенная форма болезни. Чем больше белка CD33 на клеточной поверхности микроглии, тем больше бета-амилоидного белка и бляшек – повреждающего мусора – накопилось в их мозгу. Более того, исследователи обнаружили, что в мозге людей, унаследовавших версию гена CD33, защищавшего их от болезни Альцгеймера, заметно уменьшилось количество CD33 на поверхности микроглии и меньше бета-амилоида.
Уровни бета-амилоида и бляшек в головном мозге также были заметно снижены у мышей, сконструированных с недостаточной экспрессией или отсутствием CD33. Клетки микроглии у этих животных были более эффективны в очистке от мусора, который исследователи проследили до уровня CD33 на поверхности клетки.
Имеющиеся данные также свидетельствуют о том, что CD33 работает вместе с другим геном риска болезни Альцгеймера в микроглии, регулируя воспаление в головном мозге.
Результаты исследования – и результаты недавнего исследования на крысах, в котором воспроизведены многие особенности болезни человека – подтверждают преобладающую теорию о том, что накопление бета-амилоидных бляшек является признаком патологии Альцгеймера. Они появляются во время брожения в поле, вызванного другими недавними противоречивыми данными, предполагающими, что эти предполагаемые виновники могли вместо этого играть защитную роль.
Поскольку повышенная активность CD33 в микроглии нарушает клиренс бета-амилоида при позднем начале болезни Альцгеймера, Танци и его коллеги в настоящее время ищут агенты, которые могут преодолевать гематоэнцефалический барьер и блокировать его.