Усиление новых нейронов позволит улучшить память при болезни Альцгеймера
В мозгу взрослого человека гиппокамп генерирует новые нейроны (ABN) на протяжении всей жизни, помогая нам сохранять воспоминания и регулировать эмоции. Ученые называют этот процесс «нейрогенезом гиппокампа взрослого человека (AHN)». У людей с болезнью Альцгеймера (БА) этот процесс нарушен, что приводит к уменьшению производства ABN с более низкими качествами. Учитывая, что у пациентов с деменцией часто развиваются как когнитивные симптомы (такие как потеря памяти), так и некогнитивные симптомы (такие как тревога и депрессия), для которых AHN играет решающую роль, одним из способов помочь пациентам с болезнью Альцгеймера добиться облегчения симптомов может быть восстановление AHN.
Опубликованное в журнале Cell Stem Cell исследование ученых Медицинской школы Университета Северной Каролины показало, что стимуляция области мозга, называемой надмаммилярным ядром (SuM), расположенной в гипоталамусе, эффективно усиливает нейроны в мозге мышей, страдающих болезнью Альцгеймера. После паттернированной стимуляции SuM в мозге появилось больше ABN с улучшенными качествами. Важно отметить, что активация этих модифицированных SuM ABN восстанавливала как когнитивный, так и аффективный дефицит в моделях мышей.
Это был давний вопрос, может ли AHN быть достаточно усилен в мозге с нарушениями при болезни Альцгеймера для улучшения функции мозга. Важным моментом, который следует учитывать при решении этих вопросов, является низкий уровень нейрогенеза в гиппокампе, который становится еще ниже у пациентов с деменцией,сказал старший автор Хуан Сонг, доцент фармакологии и почетный исследователь Джеффри Хоупта в Медицинской школе Университета Северной Каролины.
Манипулируя небольшим количеством ABN в мозге ученые продемонстрировали, что ABN могут быть усилены даже при наличии патологии, и эти усиленные ABN важны для восстановления поведения и функции гиппокампа. Чтобы усилить ABN в мозге, Сонг и его коллеги применили элегантную двухэтапную стратегию усиления ABN, сначала стимулируя SuM с использованием паттернированной оптогенетической парадигмы с целью стимулирования образования и развития свойств ABN, а затем стимулируя активность SuM. Оптогенетика предполагает использование света для изменения активности клеток мозга, экспрессирующих светочувствительные гены опсинов. Хемогенетика включает использование инертных молекул для изменения активности клеток мозга, экспрессирующих дизайнерские рецепторы.
Интересно, что стимуляция SuM сама по себе или активация ABN без стимуляции SuM не смогли восстановить поведенческие нарушения у мышей с заболеванием. Эти результаты показывают, что для достижения их терапевтических преимуществ в мозге пациентов с болезнью Альцгеймера требуется многоуровневое улучшение ABN, а именно увеличение их количества, улучшение их свойств развития и усиление их активности,сказал Сонг.
Когда Сонг и его коллеги дополнительно проанализировали белковые изменения в гиппокампе мышей с болезнью Альцгеймера в ответ на активацию ABN, усиленных SuM, исследователи обнаружили, что внутри клеток активируются несколько хорошо известных белковых путей. Эти пути включают в себя те, которые важны для синаптической пластичности нейронных клеток, которые обеспечивают усиление связи между ними, а также те, которые важны для фагоцитоза ненейрональной микроглии, которые обеспечивают эффективное удаление бляшек.
Поразительно, что многоуровневое усиление ABN за счет комбинированной стимуляции SuM и ABN позволяет такому небольшому количеству ABN вносить значительный функциональный вклад в мозг больных с деменцией. Мы стремимся выяснить механизмы, лежащие в основе этих полезных эффектов, опосредованных активацией ABN с усилением SuM, на болезнь Альцгеймера и функцию гиппокампа. Будущие усилия потребуются для разработки лекарств, которые имитируют эти полезные эффекты, опосредованные активацией ABN с усилением SuM. В конечном счете, надежда состоит в том, чтобы разработать первую в своем классе узконаправленную терапию для лечения болезни Альцгеймера и связанной с ней деменции,сказал Сонг.
