Ученые из Солка уже давно изучают многочисленные молекулярные признаки старения при поддержке Американской кардиологической ассоциации и инициативы Allen Frontiers Group. Благодаря этому опыту команда сосредоточилась на хроническом воспалении как на ключевом факторе развития болезни Альцгеймера.

Задача

Болезнь Альцгеймера — один из самых серьёзных кризисов общественного здравоохранения нашего времени. Несмотря на более чем 30 миллиардов долларов, выделенных на исследования с 1984 года, не существует ни лечения, ни профилактики, ни эффективного долгосрочного лечения.

Не секрет, что исследования болезни Альцгеймера продвигаются не так быстро, как хотелось бы нам и многочисленным семьям, пострадавшим от этого заболевания. Отчасти это связано с туннельным зрением.

Большая часть исследований болезни Альцгеймера сосредоточена на бляшках (белые) и клубках (темно-синие), которые могут образовываться внутри и вокруг нейронов (светло-голубые) на поздних стадиях заболевания.

Сосредоточьтесь почти исключительно на нейронах. Большинство исследований функций мозга и снижения когнитивных функций сосредоточены исключительно на нейронах. Однако на самом деле нейроны составляют лишь половину от общего числа клеток мозга. Другая половина — это глиальные клетки, которые поддерживают и защищают нейроны и, несомненно, играют недооцененную роль в поддержании здоровья мозга.

Излишний акцент на амилоидных бляшках и тау-клубках. Эти аномальные скопления белков в мозге были впервые обнаружены самим Алоисом Альцгеймером в 1906 году и, таким образом, стали определяющими биомаркерами заболевания.

На протяжении десятилетий эти белки были предметом практически всех исследований болезни Альцгеймера и более 400 неудачных клинических испытаний.

Недавно были одобрены два метода лечения моноклональными антителами, которые уменьшают амилоидные бляшки, но польза для пациентов в лучшем случае незначительная.

Больше внимания уделяется более редкой форме болезни Альцгеймера. Большинство исследований болезни Альцгеймера сосредоточено на семейном типе — редкой форме с ранним началом, вызванной наследственными мутациями генов. Однако более 90% случаев являются спорадическими, а не наследственными.

Необходимость в преобразовательном подходе никогда не была столь острой.

Институт Солка переосмысливает историю исследований болезни Альцгеймера

Подход Солка позволяет рассмотреть другие потенциальные факторы, вызывающие заболевания, включая астроциты (фиолетовый), микроглию (голубой), иммунные клетки (оранжевый), воспаление (красный) и многое другое.

Хроническое воспаление: скрытая угроза для мозга. Хроническое воспаление — это устойчивый иммунный ответ мозга, сохраняющийся на протяжении всей жизни человека, и этот долгосрочный ущерб в конечном итоге может проявиться в виде болезни Альцгеймера. Команда Солка также определила два ключевых фактора, способствующих развитию этого опасного воспаления: нестабильность генома и нарушение регуляции энергетического обмена.

Ученые Солка считают, что воспаление, стабильность генома и энергетический обмен веществ напрямую связаны и влияют друг на друга.

Даже в исходном состоянии мозг человека потребляет огромное количество энергии — примерно 20% от общего потребления энергии организмом, что примерно вдвое больше, чем у других приматов. Наш мозг и так работает в режиме энергетической гипертрофии. Поэтому, когда жизнь добавляет к этому дополнительный стресс, например, необходимость в дополнительном восстановлении ДНК или естественное старение митохондрий, воспаление усиливается. В конечном итоге этот стресс делает мозг более восприимчивым к болезни Альцгеймера.

Подход Солка, расширяющий рамки исследования и фокусирующийся на хроническом воспалении во всем мозге, позволит исследователям выявить биомаркеры ранних признаков заболевания и новые возможности для вмешательства с помощью терапевтических средств следующего поколения.

Что является причиной болезни Альцгеймера?

Хроническое воспаление. Естественная защитная реакция организма на травму или инфекцию может нанести вред, если она перерастает в хроническое воспаление или направлена ​​неправильно.

Что способствует возникновению опасного хронического воспаления в мозге?

Нестабильность генома. Когда геномы и хромосомы нестабильны, могут возникать ошибки в копировании и передаче нашей генетической информации (ДНК).

Нарушение регуляции энергетического обмена. Если не регулировать должным образом, процесс, посредством которого наши клетки используют митохондрии для выработки энергии, нарушается, в результате чего клетки истощаются и не могут поддерживать здоровые функции.

Междисциплинарное сотрудничество стимулирует инновации

Вот лишь несколько примеров исследований Солка, которые демонстрируют наши знания в области нейронауки, иммунобиологии, геномики и метаболизма, а также наши сильные стороны в творческом и совместном мышлении, позволяющем находить то, что ищут лишь немногие.

Эксперты по биологии старения и метаболизму Ученые обнаружили, что когда теломеры (концевые участки хромосом) с возрастом становятся очень короткими, они взаимодействуют с митохондриями. Эта связь запускает сложный набор сигнальных путей и запускает воспалительную реакцию. Сейчас команда изучает, как это взаимодействие между геномами, митохондриями и воспалением играет роль в развитии болезни Альцгеймера.

Нейробиологи Было обнаружено, что энергозатратные процессы восстановления ДНК нейронов не происходят случайным образом, а направлены на защиту определённых генетических «горячих точек», которые, по-видимому, играют решающую роль в идентичности и функционировании нейронов. Поскольку выработка клеточной энергии снижается с возрастом, нейронам становится всё сложнее восстанавливать свои геномы. В связи с этим группа исследователей изучает взаимодействие геномов и энергетического метаболизма, чтобы определить его роль в развитии болезни Альцгеймера.

Нейробиологи из Солка также обнаружили, что астроциты, наиболее распространённый тип глиальных клеток, играют ключевую роль в формировании коммуникации в мозге. Они также обнаружили, что у пациентов с болезнью Альцгеймера астроциты менее способны создавать или укреплять синапсы, что в конечном итоге нарушает коммуникацию в мозге. Сейчас учёные проверяют, может ли усиление функции астроцитов в мозге, страдающем болезнью Альцгеймера, восстановить синаптические функции и замедлить прогрессирование заболевания.

Иммунологи изучают, как постоянное воздействие инфекций и других чужеродных агентов влияет на инфильтрацию иммунных клеток и воспаление мозга, потенциально способствуя развитию болезни Альцгеймера.

Учёные из Солка обнаружили, что организм выработал механизмы, позволяющие ему противостоять инфекциям, поддерживая физиологические функции и восстанавливая повреждённые ткани — и то, и другое необходимо для выживания. Помимо инфекций, этот подход меняет наше восприятие здоровья — не просто как отсутствия болезни, а как активного механистического процесса поддержания устойчивости и выносливости. Кооперативные защитные механизмы открывают перспективы для лечения неинфекционных заболеваний, таких как болезнь Альцгеймера и другие воспалительные заболевания, метаболические синдромы и рак, а также хранят секреты регенеративной медицины.

Эти примеры исследований демонстрируют типы междисциплинарных исследований, которые возможны только в таком месте, как Солк.

Новости по теме

Защита клеток мозга с помощью каннабинола Читать дальше

---

Больше, чем просто нейроны: новая модель изучения воспаления головного мозга человека Читать дальше

Похожие эпизоды подкаста

Как добраться до корня болезни Альцгеймера Слушайте здесь »

---

Ирен Лопес Гутьеррес выступает за междисциплинарные исследования болезни Альцгеймера Слушайте здесь »