Болезнь Альцгеймера можно будет лечить с помощью капель для носа, содержащих мезенхимальные стволовые клетки
Результаты нового исследования впервые показали, что внеклеточные везикулы, производимые мезенхимальными стволовыми клетками, при интраназальном введении уменьшают воспаление — основной фактор болезни Альцгеймера. Помимо этого, они защищают нейроны мозга от дальнейших дегенеративных процессов.
Данное исследование, проведенное на мышах доктором Сильвией Коко (Silvia Coco) в Миланском университете Бикокка (Università degli Studi di Milano-Bicocca, UNIMIB) в Италии, открывает путь для дальнейших поисков лечения этого разрушительного заболевания. Результаты работы были опубликованы в STEM CELLS Translational Medicine.
При болезни Альцгеймера происходит необратимая дегенерация головного мозга, сопровождающаяся нарушением памяти, когнитивных, личностных и других функций, что в конечном итоге приводит к смерти. Согласно отчету Международной Организации по борьбе с болезнью Альцгеймера за 2018 год, около 50 миллионов человек во всём мире страдает от болезни Альцгеймера или других типов деменции, а стоимость сопутствующей медицинской помощи оценивается более чем в 1 триллион долларов США.
Хотя считается, что аномальное накопление белка в головном мозге, называемое амилоидными бляшками, играет центральную роль в болезни Альцгеймера, всё больше доказательств говорит о том, что воспаление также является ключом к её развитию. В связи с этим возникает необходимость целенаправленного воздействия на иммунные клетки головного мозга, чтобы замедлить прогрессирование заболевания.
Полезные эффекты внеклеточных везикул, производимых мезенхимальными стволовыми клетками (ВВМСК), в регулировании воспаления, наблюдаемого при болезни Альцгеймера, уже были описаны в некоторых различных исследованиях, проведённых на мышах.
Предполагается, что способность МСК модулировать иммунную систему организма является результатом высвобождения их ВВ. Эти наноразмерные мембраносвязанные транспортные единицы, которые переносят ДНК, РНК, белки и другие молекулы между клетками, являются формой межклеточной коммуникации. Считается, что они также избавляют клетку от вредных веществ.
В более ранних исследованиях ВВМСК вводили либо внутривенно, либо непосредственно в жидкость внутри камер головного мозга (мозговых желудочков) в течение длительного периода — от нескольких недель до нескольких месяцев. Отличие нового метода заключается в том, что введение внеклеточных везикул, производимых мезенхимальными стволовыми клетками, осуществлялось через носовые проходы, причем лечение проводилось в течение гораздо более короткого периода времени.
«Мы полагали, что возможность введения ВВМСК неинвазивным путём и демонстрация их противовоспалительной эффективности могут ускорить перспективу использования ВВМСК для лечения болезни Альцгеймера», — сказала доктор Коко.
Команда проводила свои исследования как in vitro (вне живого организма), так и in vivo (в живом организме). Сначала исследователи получили МСК человека из костного мозга здоровых доноров и предварительно обработали их белками, называемыми цитокинами, чтобы увеличить противовоспалительные способности МСК и повысить производство их внеклеточных везикул.
Для исследования, проводимого in vitro, учёные добавили полученные ВВМСК к микроглии -клеткам, которые опосредуют иммунные реакции в центральной нервной системе. Данные клетки, являющиеся главными мишенями при болезни Альцгеймера, были получены от новорожденных мышат линии C57BL/6, специально выведенной для использования в изучении заболеваний, включая болезнь Альцгеймера. Процедура была выполнена с интервалом в 2 и 24 часа. Затем результаты анализировались спустя 48 часов после последнего применения препарата.
Для проведения исследования in vivo группа учёных интраназально ввела две дозы ВВМСК группе 7-месячных самок мышей с болезнью Альцгеймера, причем вторая доза была введена всего через 18 часов после первой. Когда исследователи оценили результаты 21 день спустя, они обнаружили, что, как и в экспериментах in vitro, ВВМСК ослабили чрезмерную активацию клеток микроглии в мозге мышей и увеличили плотность дендритных шипов (структур в мозге, которые обеспечивают когнитивную устойчивость).
«Мы считаем, что поразительный аспект нашего исследования заключается в том, что наблюдаемые эффекты были достигнуты лишь двумя интраназальными инъекциями ВВМСК с интервалом всего в несколько часов», — сказала доктор Коко. «Возможно, это произошло потому, что ВВ, вводимые интраназально, могут достигать более глубоких уровней, чем те, которые доставляются другими методами».
«Наши результаты подтверждают мнение о том, что механизмы действия, отличные от удаления амилоидных бляшек из головного мозга, должны заслуживать большого внимания при лечении болезни Альцгеймера», — добавила она. «Несомненно, необходимо рассмотреть возможность получения лучшего эффекта при повторных интраназальных инъекциях. Это станет предметом дальнейших экспериментов».
«Итогом данного исследования стало несколько важных выводов. В попытке найти возможное лекарство от болезни Альцгеймера мезенхимальные стволовые клетки и производимые ими внеклеточные везикулы исследуются в терапевтических целях благодаря их защитным и противовоспалительным свойствам», — сказал Энтони Атала (Anthony Atala), доктор медицинских наук, главный редактор журнала STEM CELLS Translational Medicine и директор Института регенеративной медицины Уэйк Форест.
«Результаты этого исследования представляют собой возможность создания потенциально эффективных методов лечения, которые будут испытаны в ходе пилотных клинических испытаний на людях. Эта работа достойна того, чтобы продвигаться вперед».
