Митохондрии стволовых клеток — ключ к лечению болезни Альцгеймера
Новое исследование показало, что при болезни Альцгеймера в нейральных стволовых клетках нарушается утилизация поврежденных митохондрий, препятствуя их дифференцировке в новые нейроны. Данный процесс, возможно, является причиной отсутствия нейрогенеза при данном заболевании, что дает ученым новую цель для создания лечения.
Основная проблема при болезни Альцгеймера заключается в том, что мозг не способен производить новые нейроны. В гиппокампе, отделе головного мозга, связанном с формированием памяти, нейральные стволовые клетки (НСК) продуцируют новые нейроны на протяжении всей жизни. Однако при болезни Альцгеймера этого не происходит, что, по мнению учёных, приводит к когнитивным нарушениям.
Предыдущие исследования показали существование ещё одной проблемы в головном мозге при данном заболевании: митохондрии, обеспечивающие клетки энергией, могут быть деформированы и неэффективны. Клетки способны утилизировать повреждённые или старые митохондрии – данный процесс называется митофагией. Однако при нарушении этой функции клетки слабеют и перестают работать должным образом.
Новое исследование, опубликованное в Molecular Neurobiology, проведенное учёными из Колумбийского университета (Columbia University) и Мюнхенского университета им. Людвига-Максимилиана (Ludwig Maximilian University of Munich) в сотрудничестве с командой из Научно-исследовательского института Нью-Йоркского фонда стволовых клеток (New York Stem Cell Foundation, NYSCF), более подробно рассматривает регенерацию клеток мозга.
Результаты работы показали нарушения митофагии в пораженных болезнью Альцгеймера НСК, потенциально препятствующие превращению нейральных стволовых клеток в новые нейроны.
Для более подробного изучения этой проблемы учёные создали НСК из стволовых клеток пациентов с определенной мутацией, приводящей к возникновению наследственной формы болезни Альцгеймера (НБА), которая иногда может проявляться уже в 30-40 лет. Нарушение нейрогенеза является критическим ранним признаком НБА, часто появляющимся до характерных симптомов заболевания — образования бляшек или нейродегенерации. Учёные также создали для сравнения контрольную популяцию НСК из клеток здоровых доноров.
Команда обнаружила, что у нейральных стволовых клеток пациентов с наследственной болезнью Альцгеймера была снижена митофагия по сравнению с клетками здоровых людей. Также у них были более низкие уровни белков, отвечающих за аутофагию (общий процесс утилизации органелл и макромолекул в клетках). Дефектные митохондрии и невозможность их утилизации приводят к нехватке энергии в стволовых клетках и, как результат, затрудняют их превращение в нейроны.
Теперь, когда учёные выяснили, что что нарушение митофагии влияет на нейрогенез, они планируют начать разрабатывать методы лечения, которые помогут НСК эффективно утилизировать повреждённые митохондрии, позволив клеткам функционировать и превращаться в новые нейроны. Данные методы лечения будут направлены на важнейшие составляющие болезни Альцгеймера и потенциально помогут улучшить некоторые симптомы заболевания.
