Мікроглія накопичує білки: вчені знайшли новий механізм хвороби Альцгеймера

Вчені зі Стенфордського університету виявили раніше недооцінений механізм розвитку хвороби Альцгеймера. Виявляється, клітини мозку під назвою мікроглія, які мають очищати нервову тканину від білкових відходів, з віком самі починають накопичувати ці речовини. Це може бути справжнім двигуном когнітивного занепаду, з яким медицина бореться десятиліттями.

Зазвичай дослідження хвороби Альцгеймера зосереджуються на двох маркерах: амілоїдних бляшках та нейрофібрилярних клубках. Амілоїдні бляшки, які формуються між клітинами мозку, явно пов'язані з хворобою, але ліки, розроблені для їх знищення, не змогли зупинити прогресування симптомів. Нейрофібрилярні клубки, які складаються з білка тау, сильно корелюють з початком та розвитком захворювання. Білок тау відіграє ключову роль у підтримці форми та функції нейронів.

Проте існує третій маркер, який часто ігнорують: крихітні жирові сфери всередині мікроглії. Ці клітини становлять близько 15 відсотків усіх клітин мозку і виконують функцію імунних агентів, поглинаючи клітинні уламки та підтримуючи баланс. Вони патрулюють мозок у пошуках сміття, мертвих клітин та токсичних загарбників.

Щоб дослідити цей процес, команда зі Стенфорда розробила нові інструменти. Вони створили біоортогональні мітки, схожі на мікроскопічні наліпки, що світяться в темряві. Ці мітки прикріплювали до новостворених білків у певних типах нейронів живих мишей. Відстежуючи мітки з часом, дослідники могли точно визначити, скільки білок існує до розпаду.

Виявилося, що в молодому мозку білки замінюються швидко, забезпечуючи функціональність молекулярного механізму. У старіючому мозку ці самі білки залишаються вдвічі довше, що збільшує ймовірність їхнього пошкодження або неправильного згортання. Між віком чотирьох та двадцяти чотирьох місяців у мишей, що приблизно відповідає переходу від двадцяти до вісімдесяти років у людей, час виведення білків з нейрона подвоюється.

Використовуючи систему міток, дослідники виявили, що мікроглія накопичує величезну кількість нейронних білків під час старіння. Зокрема, синаптичні білки, відповідальні за зв'язки між нейронами, були значно збагачені всередині старіючої мікроглії. Це вказує на каскад подій: спочатку нейрони не можуть розщепити власні білки, потім ці білки агрегують у згустки, і нарешті мікроглія намагається вирішити проблему, буквально поглинаючи самі синапси.

Це відчайдушна тактика виживання. Поїдаючи стресові синапси, мікроглія може намагатися запобігти поширенню токсичних агрегатів. Але є проблема: коли зникають синапси, втрачаються зв'язки, що формують думки та спогади.

Дослідники підтвердили свої висновки, вивчивши тканину людського мозку. Вони знайшли ті самі типи білкових агрегатів у мозку літніх людей, що підтверджує універсальність цієї кризи для ссавців. Вчені вважають, що лікування має зосередитися на мікроглії, а не на окремих білках. Дослідження опубліковане в журналі Nature.