Новые возможности в лечении болезни Альцгеймера

Репрограммированные в «стволовое» состояние клетки пациентов с болезнью Альцгеймера открывают возможности разработки лекарственных препаратов для лечения заболевания и его ранней диагностики. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature.

Болезнь Альцгеймера – нейродегенеративное заболевание, связанное с гибелью клеток головного мозга и ведущее к тяжелым расстройствам памяти, интеллекта и других когнитивных функций. Заболевание, как правило, обнаруживается у людей старше 65 лет. По оценкам специалистов, от болезни Альцгеймера страдает около 30 млн. человек во всем мире. К настоящему времени еще не разработано препаратов для ее лечения, кроме того, болезнь практически невозможно диагностировать до появления первых ее симптомов.

«К моменту постановки диагноза болезни Альцгеймера нейроны головного мозга пациента уже в течение нескольких лет развиваются аномальным образом», - говорит руководитель исследования Ларри Гольдштейн (Larry Goldstein), нейробиолог из Калифорнийского Университета в Сан-Диего (University of California, San Diego, США).

С целью выяснения причин заболевания научная группа Гольдштейна создала индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (иПСК) на основе клеток четырех пациентов с болезнью Альцгеймера и двух здоровых людей. ИПСК были получены путем воздействия на фибробласты (клетки соединительной ткани) факторами репрограммирования для возвращения клеток в «стволовое» состояние. Как и обычные столовые клетки, иПСК могут давать начало любым типам клеток организма человека, включая нейроны.

Ученые создали нейроны на основе фибробластов пациентов с двумя разными формами заболевания – наследственной формой, вызванной редкой мутацией в специфическом гене, и спорадической, являющейся результатом взаимодействия генетических и средовых факторов.

В репрограммированных клетках, полученных от пациентов с наследственной формой болезни Альцгеймера, были выявлены дефекты, которые ранее наблюдались в нейронах головного мозга пациентов. В этих клетках был отмечен повышенный, в сравнении со здоровыми клетками, уровень бета-амилоидов – белков, формирующих нерастворимые бляшки в головном мозге пациентов. Повышенный уровень амилоидов объяснялся наличием у пациентов мутации в гене, кодирующем бета-амилоид. Их нейроны также синтезировали повышенное количество другого белка – тау, который образует в головном мозге нейрофибриллярные клубки.

Клетки одного из пациентов со спорадической формой болезни Альцгеймера синтезировали повышенное количество тау-белков и бета-амилоидов, в то время как у другого пациента их уровень не отличался от нормального. Гольдштейн предположил, что либо факторы окружающей среды могут играть более значимую роль, чем ранее предполагалось, либо в развитие заболевания вносят вклад еще какие-то клетки.

Многие ученые считают, что модели заболеваний «в чашках Петри», основанные на иПСК, не отображают действительной картины заболевания, поскольку процесс перепрограммирования клеток может внести артефакты (см. статью The growing pains of pluripotency). Но результаты еще одного исследования [2], проведенного учеными из Колумбийского Университета (Columbia University in New York, США), показали, что в репрограммированных различными методами нейронах головного мозга пациентов с болезнью Альцгеймера были отмечены те же молекулярные дефекты, которые наблюдались в нейронах у людей с наследственной формой заболевания из исследования Гольдштейна. «Это свидетельствует о том, что обе научные группы отметили достоверные изменения в нейронах головного мозга пациентов с наследственной формой заболевания, и это не случайные изменения», - говорит Аза Абелиович (Asa Abeliovich), нейробиолог из Колумбийского Университета, руководившая предыдущим исследованием.

Абелиович не уверена, что нейроны, полученные от пациентов со спорадической формой болезни Альцгеймера, проявляют подлинные признаки заболевания. Гольдштейн признает, что для получения более полной картины заболевания необходимо изучить репрограммированные нейроны и другие клетки большего количества пациентов.

Большие надежды возлагаются на то, что репрограммированные клетки поспособствуют разработке препаратов для лечения болезни Альцгеймера, которые, основываясь на поведении клеток, можно будет подбирать индивидуально для каждого пациента. Репрограммированные клетки могут быть также использованы для ранней диагностики болезни Альцгеймера за несколько десятков лет до появления первых ее симптомов. «В отсутствие адекватного лечения от диагностики мало проку, но она хотя бы сможет помочь ученым отобрать пациентов для клинических испытаний», - говорит Гольдштейн.



Физические изменения в головном мозге, ассоциированные с развитием болезни Альцгеймера, трудно детектировать до появления первых симптомов заболевания (фото: LEA PATERSON/SCIENCE PHOTO LIBRARY)

Оригинальный текст: Ewen Callaway

По материалам NatureNews

Литература:
1. Israel, M. A. et al. Nature (2012).
2. Qiang, L. et al. Cell 146, 359–371 (2011).