Снижение когнитивных функций, связанное с болезнью Альцгеймера, развивается, когда нейроны начинают умирать. «Смерть нейронов может быть вызвана неправильными иммунными реакциями и чрезмерным нейровоспалением – или воспалением в головном мозге – вызванным высоким уровнем бета-амилоидных отложений и клубками тау, двумя признаками болезни Альцгеймера», – объясняет соавтор статьи Филип Свирски. , Доктор философии, который проводил работу, будучи главным исследователем в Центре системной биологии MGH.
"Как только нейроны начинают умирать в увеличивающихся количествах, клетки мозга, называемые микроглией и астроцитами, которые обычно являются питательными клетками, очищающими от мусора, активируются, чтобы вызвать нейровоспаление в попытке защитить мозг. Они эволюционно запрограммированы на уничтожение области мозга, в которой наблюдается избыточная гибель нейронных клеток, потому что это может быть связано с инфекцией, распространение которой необходимо остановить », – объясняет соавтор исследования Рудольф Танци, доктор философии, содиректор McCance. Центр здоровья мозга при MGH.
В случае болезни Альцгеймера смерть нейронных клеток, вызванная отложениями бета-амилоида и клубками тау, активирует этот ответ. «Поскольку возникает нейровоспаление, количество гибелей клеток, по крайней мере, в 10 раз выше, чем гибель клеток, вызванных бляшками и клубками», – говорит Танзи. "Фактически, без индукции нейровоспаления не было бы никаких симптомов деменции. Мы знаем это по «упругому» мозгу, в котором в мозгу человека много бляшек и клубков, но нет симптомов на момент смерти, потому что нейровоспаление было минимальным или отсутствовало.Танзи приводит аналогию, отмечая, что бета-амилоид – это «спичка», которая зажигает распространяющиеся «костры» клубков, но только тогда, когда это приводит к увеличению числа «лесных пожаров» из-за нейровоспаления, которое активируется микроглией и астроцитами, проигрывает. достаточно нейронов, чтобы страдать от когнитивного спада и слабоумия.
Это новое исследование, проведенное в Nature, показало, что часть астроцитов фактически пытается потушить пожар, высвобождая молекулу под названием интерлейкин-3 (IL-3), которая затем превращает клетки микроглии-убийцы обратно в питательные и защитные клетки, которые больше не уничтожают нейроны. и вместо этого сосредоточьтесь на очистке от отложений бета-амилоида и клубков тау.
«Знание о том, что астроциты общаются с микроглией через IL-3, может иметь важные клинические последствия, чтобы обучить микроглию и помочь им снизить тяжесть болезни Альцгеймера», – говорит Свирски. «Теперь мы можем подумать о том, как использовать IL-3, чтобы не только помочь обуздать нейровоспаление, которое вызывает большую часть гибели нейронных клеток при болезни Альцгеймера, но и побудить микроглию снова взять на себя полезную задачу по удалению отложений. и клубки, которые являются начальной патологией болезни Альцгеймера."
«Было удивительно обнаружить IL-3 в мозге», – говорит первый автор Кэмерон Макэлпайн, доктор философии, затем инструктор Центра системной биологии. «Наши результаты показывают, что связь между астроцитами и микроглией через IL-3 является важным механизмом, который предотвращает болезнь Альцгеймера, инструктируя микроглию адаптировать защитные функции. При дальнейших исследованиях передача сигналов IL-3 может предоставить новую терапевтическую возможность для борьбы с неврологическими заболеваниями."