Немец, от которого все без ума

Обзор новых исследований болезни Альцгеймера

Фрагменты дендрита пирамидального нейрона с шипиками. Изображение: Dr. Kristen M. Harris / Wikipedia

Болезнь Альцгеймера и болезнь Паркинсона — одни из самых известных и распространенных заболеваний центральной нервной системы. И количество их случаев неуклонно растет: мы стали жить дольше, а главный фактор риска в обоих случаях — возраст.

В первом материале «Чердак» расскажет о самом распространенном заболевании, которому посвящено больше всего научных работ, — болезни Альцгеймера.

Немецкий психиатр Алоис Альцгеймер впервые описал это заболевание в 1907 году. Сейчас от него страдает 47% людей старше 85 лет. В России официально больны 1,8 млн. Всего же в мире болеет 44 млн человек. Пока что попытки справиться с этой болезнью не приносят успеха. В прессе регулярно пишут о новом лекарстве, но клинические испытания, как правило, проваливаются. Мышей с болезнью Альцгеймера мы лечить научились, как и создавать их, а с человеком — все еще проблемы. Тем не менее ученые не отчаиваются. В этой статье собраны основные достижения человечества в понимании, диагностике и лечении болезни Альцгеймера за последние несколько месяцев.

Понимание

Ученые из Детского госпиталя Бостона, кажется, разобрались, как разрушается память во время болезнь Альцгеймера. Оказывается, в этом случае на здоровые синапсы — соединения между нервными клеткам — распространяется механизм «поедания» глией неправильных или слабых синапсов. Такие соединения часто образуются в растущем мозге. Тогда эти синапсы помечаются белком C1q, который «сигнализирует» собственной иммунной системе мозга — клеткам микроглии, что этот синапс нужно уничтожить. И иммунные клетки глии «съедают» неправильное соединение. Судя по всему, болезнь Альцгеймера начинается с того, что выстроенная иммунная система «поедания» неправильных синапсов идет наперекосяк, C1q помечает нормальные соединения, и микроглия «поедает» здоровые синапсы, вызывая симптомы болезни.

Некоторого прогресса удалось достичь и в понимании того, почему образуется белок бета-амилоид в головном мозге. Скопления этого белка, амилоидные бляшки, мешают проведению нервного сигнала и приводят к гибели нейронов при болезни Альцгеймера.

Амилоидные бляшки в ткани коры головного мозга
Амилоидные бляшки в ткани коры головного мозга. Изображение: KGH / Wikipedia


Ученые из Гарвардского университета предположили, что бета-амилоид действует так же, как и антимикробные белки, формирующие волокна вокруг клеток. Оказалось, что в чашках Петри бета-амилоид прекрасно уничтожает некоторые микробы, например кишечную палочку и стрептококк. Проверили гипотезу и на живых организмах. Ученые вводили сальмонеллы в мозг генетически модифицированных мышей, которые способны вырабатывать бета-амилоид, и в мозг здоровых животных. Все испытуемые умерли в течении 96 часов, но модифицированные мыши прожили на 30 часов дольше, потеряли меньше массы, и бактерий в мозге у них было меньше.

Тупик, в который уперлись ученые в попытках преодолеть болезнь Альцгеймера, заставляет искать неожиданные варианты. В марте интернациональная группа ученых и врачей во главе с профессором Рутом Итзаки из Оксфорда опубликовала статью, в которой предполагается, что основные причины болезни Альцгеймера — это специфический вирус (вирус герпеса человека первого типа) и два вида бактерий: хламидии и спирохеты. Доказательств, кроме логических рассуждений по поводу известных данных, в статье не приводится.

Распределенное изучение

На технологической выставке re:publica в Германии команда разработчиков и ученых из Университетского колледжа Лондона, Университета Восточной Англии и телекоммуникационной компании Deutche Telecom представила игру для смартфонов Sea Hero Quest, которая поможет бороться с болезнью Альцгеймера. При помощи этой игры ученые могут тестировать память сотен тысяч человек, что чрезвычайно важно для накопления данных о болезни. Фактически это виртуальный водный лабиринт Морриса для людей (в таком лабиринте обычно тестируют крыс с моделями болезни Альцгеймера). По словам исследователей, если раньше они тестировали 200 человек в год, то сейчас такой объем данных они получают за минуту.

Диагностика

Ученые из Университета Отаго обнаружили новый маркер, по которому можно диагностировать болезнь Альцгеймера, взяв на анализ кровь пациента. Небольшие молекулы из обширного класса микроРНК, локализованные в человеческом мозге и крови, оказались хороши для диагностики болезни Альцгеймера. Определяя специфический набор микроРНК, исследователи Отаго диагностировали болезнь Альцгеймера в 86% случаев.

В исследованиях болезни Альцгеймера используются модели, основанные на мышах и крысах. Однако все они имеют ограничения при «переносе» результатов на человека. Ученые из Калифорнийского университета создали промежуточный тест, который сможет проложить мостик между исследованиями болезни у людей и у модельных грызунов. Виртуальный «лабиринт Морриса» для человека учитывает данные по болезни и у мышей, и у людей.

Выглядит он так:



И еще одна важная диагностическая работа: ученые из Каролинского института в Швеции показали, что патологические процессы — воспаление — начинаются в мозге еще за 20 лет до начала симптомов. Их можно определить по вспышке активности астроцитов, глиальных клеток мозга. Единственная беда: эту вспышку можно «засечь» только позитронно-эмиссионной томографией, а это дорого и не везде возможно.

Лечение

Нестандартное решение в борьбе с болезнью Альцгеймера предложили японские химики-органики: они выяснили, что токсичное вещество акролеин в небольших дозировках мешает формироваться амилоидным бляшкам. «Кормить» людей акролеином никто пока не собирается, но, возможно, это тоже может стать новым ходом для разработчиков лекарств.

Группа Роберта Шварца из Университета Мэриленда пишет, что им удалось обратить симптомы болезни Альцгеймера вспять. Но — увы, наряду с симптомами хореи Гентингтона и болезни Паркинсона это пока что верно лишь для мушек-дрозофил. Тем не менее, регулируя баланс метаболитов триптофана и кинуреновой кислоты, ученые сумели улучшить состояние дрозофил.

Новую технологию борьбы с Альцгеймером предложили ученые из Университета Лозанны. Они испытывают капсулу, которая имплантируется под кожу черепа и производит антитела к амилоидным белкам, которые метят амилоидные бляшки и заставляет иммунную систему «чистить» мозг от этого «мусора». На мышах система работает.

Одна из важнейших работ 2016 года пришла от нобелевского лауреата Сусуму Тонегавы и его команды из Массачусетского технологического института и японского института RIKEN. Они обнаружили, куда деваются воспоминания при болезни Альцгеймера, и определили, что они поддаются восстановлению. Оказалось, дело в дендритных шипиках, которые отращивают клетки памяти (энграммные клетки), когда формируется воспоминание.

Фрагменты дендрита пирамидального нейрона с шипиками
Фрагменты дендрита пирамидального нейрона с шипиками. Изображение: Dr. Kristen M. Harris / Wikipedia


Профессор Тонегава объясняет, что, если человек хочет что-то вспомнить, его «клетки-формуляры» должны активироваться с помощью правильной метки, которая идет из определенного отдела мозга — энториальной коры. Но если плотность дендритных шипиков во время «образовательного» процесса не росла, то позже, когда подается сигнал «вызова», он не достигает ядра энграммных клеток. При помощи методов оптогенетики Тонегаве удалось вернуть мышам память.

Альцгеймер и ВИЧ

И еще одна новость «вне категорий», и даже непонятно, положительная она или отрицательная. В апреле 2016 года зафиксирован первый в истории ВИЧ-положительный пациент с достоверно диагностированной болезнью Альцгеймера. То есть, с одной стороны, инфицированные вирусом иммунодефицита человека пациенты стали доживать до «возраста Альцгеймера» (пациенту — 71), а с другой — было опровергнуто господствующее в неврологии мнение, что воспаление, вызванное вирусом, предохраняет от образования амилоидных бляшек. Теперь диагноз «ВИЧ-ассоциированные когнитивные расстройства» (HAND), вероятнее всего, придется пересматривать.
Алексей Паевский
Теги:

Читать еще на Чердаке: