По мере старения мозга микроглия переходит в дисфункциональные состояния, которые увеличивают риск развития нейродегенеративных заболеваний, таких как болезнь Альцгеймера. Ученые из Института биомедицинских наук Тринити (TBSI) пролили свет на процессы старения в головном мозге. Связав повышенное присутствие специализированных иммунных клеток с такими состояниями, как болезнь Альцгеймера и черепно-мозговая травма, ученые впервые обнаружили возможную новую цель для терапии, направленной на лечение возрастных неврологических заболеваний.
Исследование, проведенное в сотрудничестве с экспертами Медицинской школы Университета Мэриленда и сосредоточенное на микроглии в головном и спинном мозге, опубликовано сегодня в ведущем международном журнале Science Advances.
Микроглия — это уникальный тип иммунных клеток, чья работа заключается в поддержке нервных клеток, защите от вторжения патогенов, очистке от мусора и удалении умирающих нервных клеток путем их поглощения и поедания. Новые исследования показывают, что микроглия может иметь различные функциональные реакции в зависимости от молекулярных и биохимических изменений, происходящих в этих специализированных клетках.
Фактически, различные подтипы микроглии можно различить на основе свойства, называемого аутофлуоресценцией. Это тенденция клеток излучать свет одного цвета после того, как они поглотили свет другого цвета, и это происходит потому, что определенные вещества внутри клеток поглощают свет. Вещества, хранящиеся в специализированных клеточных компартментах, включают молекулы жира, кристаллы холестерина, металлы и другие неправильно свернутые белки.
Ведущим автором исследования является Дэвид Лоун (David Loane), научный сотрудник кафедры неврологии Школы биохимии и иммунологии Тринити в TBSI. Он комментирует:
«По мере старения мозга эти материалы накапливаются внутри аутофлуоресцентной микроглии, что в результате увеличивает их аутофлуоресценцию. К сожалению, это накопление клеточного мусора также затрудняет выполнение микроглией своих основных задач по сбору мусора в мозге и предотвращение неврологических повреждений и нейродегенеративных заболеваний.
«В этом исследовании мы обнаружили у старых животных, что эти микроглии переходят в уникальное дисфункциональное состояние, которое имеет ряд проблемных последствий. Например, наблюдается увеличение клеточного стресса и повреждения, накопление жиров и железа, изменение метаболических процессов и увеличение производства молекул, которые усиливают иммунный ответ».
Кроме того, ученые продемонстрировали, что аутофлуоресцентная микроглия и связанное с ней воспаление были более выражены при патологических состояниях, например, в моделях с генетическими факторами риска болезни Альцгеймера, и, что многообещающе, были устранены заменой микроглии с помощью лекарственных препаратов у старых животных.
Профессор Лоун заключил:
«Кроме того, воздействие окружающей среды на острую черепно-мозговую травму у животных ускоряло возраст начала и распространения аутофлуоресцентной микроглии по тканям за счет увеличения повреждения вследствие окислительного стресса в мозге травмированных животных. «В результате в настоящее время появляется все больше данных о том, что накопление аутофлуоресцентной микроглии способствует заболеваниям, связанным со старением, и нейродегенерации. Если эти субпопуляции микроглии вызывают сильное воспаление и повреждают мозг, то их воздействие может стать новой стратегией лечения заболеваний, связанных со старением».
