1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Ученые удалили зомби-клетки у мышей и вылечили болезнь Альцгеймера

«Зомби-клетки» в мозге и лечение деменции

Было обнаружено, что клетки-зомби, похожие на стареющие клетки, накапливаются в мозге перед токсичными выделениями белка, которые обычно участвуют в развитии болезни Альцгеймера и деменции.

Исследователи из клиники Майо определили новую цель в борьбе с деменцией и возрастным когнитивным снижением – зомби-клетки. Более формально они известны как стареющие клетки, которые перестали делиться, но не умирают и склонны накапливаться с возрастом. Новое исследование показывает, что многие патологические признаки нейродегенеративного заболевания можно устранить, удалив эти клетки из мозга.

За последние несколько лет эти клетки были горячей областью в исследованиях по борьбе со старением. Многие ученые изучают гипотезу, касательно того, что накопление этих клеток может быть фундаментальной чертой многих возрастных заболеваний. Предварительная работа от команды клиники Майо в 2016 году показала, что новое соединение, предназначенное для устранения стареющих клеток у мышей, привело к тому, что животные живут дольше и проявляют пониженный уровень воспалений в жировых и мышечных тканях, а также в тканях почек.

Крайнее исследование посвящено изучению роли стареющих клеток в прогрессировании нейродегенеративных заболеваний. Команда экспериментировала с двумя различными методами для очистки стареющих клеток в моделях мыши. В одном методе использовалась порода генно-спроектированных мышей, предназначенных для имитации патологии болезни Альцгеймера, создавая пучки тау-белков в их нейронах. Эта модель мыши впоследствии была перепроектирована так, чтобы быть способной эффективно очищать свою систему от сареющих клеток, когда был введен конкретный химический триггер.

Когда были удалены стареющие клетки, мы обнаружили, что больные животные сохраняли способность образовывать воспоминания, устраняли признаки воспаления, не развивали нейрофибриллярных скоплений и поддерживали нормальную массу мозга. Тайлер Бьюссай, соавтор исследования.

В другом эксперименте был использован новый экспериментальный противораковый препарат, называемый навитоклаксом, также функционирующий как эффективный сенолитический агент, удаляющий стареющие клетки из мозга мыши и успешно модулирующий накопление тау-белков.

Это новое открытие открывает захватывающую причинную связь между клеточным старением в головном мозге и началом нейродегенеративной патологии. Еще более интересным было выявление того, тау белки буквально заражали два других типа стареющих клеток мозга – микроглию и астроциты.

Мы понятия не имели, как эти клетки влияют на патологию болезней в головном мозге, и обнаружить то, что именно астроциты и микроглия также склонны к подобным состояниям, было неожиданностью. Старший автор исследования, Даррен Бейкер.

Исследования болезни Альцгеймера в последние несколько лет терпят изменения, после серии громких клинических неудач с лекарствами, предназначенными для нацеливания на наращивание амилоидных бляшек в головном мозге (популярная гипотеза о причине заболевания). Некоторые ученые переключили свое внимание на другие возможные возбудители нейродегенеративных заболеваний, в том числе пытались вернуться к тому, что происходит в мозге, до того, как накапливаются эти токсичные белки.

Новая гипотеза, изложенная в исследовании Майо, все еще находится на самых ранних этапах исследований, причем эта конкретная статья рассматривает только то, как очищающие стареющие клетки могут предотвратить накопление тау-белков. Дальнейшие исследования необходимы, чтобы понять, может ли этот метод изменить любой неврологический ущерб после его появления, но это, безусловно, следующий этап работы для команды.

Очевидно, что такой же подход нельзя применять клинически, поэтому мы начинаем лечить животных после создания болезни и работать над новыми моделями для изучения специфических молекулярных изменений, которые происходят в затронутых клетках. Старший автор исследования, Даррен Бейкер.

Читать еще:  Создан антибактериальный гель на основе вирусов

Главная проблема, с которой сталкиваются многие исследователи болезни Альцгеймера и слабоумия, заключается в том, что трудно выявить пациентов с ранней стадией деменции до появления дегенеративных симптомов. При этом многие предполагаемые методы лечения могут быть эффективными только в том случае, если они применяются до или во время предсимптомных стадий. Это исследование предполагает, что устранение специфических клеток в стареющем мозге может стать тем самым, необходимым видом борьбы с деменцией, хотя, безусловно, нас еще отделяют несколько лет до того, как любой эффективный клинический результат может быть применен на людях.

Ученые полностью вылечили диабет у мышей стволовыми клетками

МОСКВА, 26 фев — РИА Новости. Американские ученые разработали новую методику лечения сахарного диабета стволовыми клетками. Результаты эксперимента на лабораторных мышах подтвердили его высокую высокую эффективность — всего за две недели мышей вылечили от тяжелой формы диабета стволовыми клетками человека. Об этом сообщается в статье, опубликованной в журнале Nature Biology.

Ученые из Медицинской школы Вашингтонского университета в Сент-Луисе нашли способ превращения плюрипотентных стволовых клеток человека в бета-клетки поджелудочной железы, которые вырабатывают инсулин. Когда эти клетки были трансплантированы мышам, у которых была спровоцирована острая форма диабета, животные быстро излечились.

«У этих мышей был очень тяжелый диабет с показаниями уровня сахара в крови более 500 миллиграммов на децилитр крови — уровнем, смертельным для человека, — приводятся в пресс-релизе университета слова руководителя исследования, биомедицинского инженера Джеффри Миллмана (Jeffrey Millman). — Когда мы дали мышам инсулин-секретирующие клетки, в течение двух недель их уровень глюкозы в крови нормализовался».

Плюрипотентные стволовые клетки — это, по сути, бланковые недифференцированные клетки, способные перерастать в другие виды клеток организма. Использование этого потенциала в контексте диабета означает, что исследователи могут разработать способы настройки стволовых клеток для превращения их в инсулин-продуцирующие клетки, которых не хватает диабетикам, помогая им контролировать уровень сахара в крови и оставаться здоровыми.

Ученые из лаборатории Джеффри Миллмана занимаются этой проблемой не один год. В 2016 году они разработали способ производства инсулин-секретирующих клеток, которые функционируют в ответ на глюкозу, из стволовых клеток, полученных от пациентов с диабетом первого типа. Затем они выяснили, как повысить уровень секреции инсулина в бета-клетках поджелудочной железы, полученных из стволовых клеток. В данном исследовании они решали еще одну задачу: как уменьшить количество «нецелевых» ячеек, образующихся из стволовых клеток параллельно с «целевыми» бета-клетками. «Нецелевые» клетки, хотя они и не являются вредными, снижают эффективность лечения стволовыми клетками.

«Общая проблема заключается в том, что когда вы пытаетесь превратить человеческую стволовую клетку в инсулин-продуцирующую бета-клетку, или нейрон, или сердечную клетку, вы также производите другие клетки, которые вам не нужны, — объясняет ученый. — В данном случае мы можем случайно получить другие типы клеток поджелудочной железы или печени».

Авторы обнаружили, что факторы транскрипции, которые заставляют стволовые клетки превращаться в клетки поджелудочной железы, связаны с состоянием клеточного цитоскелета — структуры поддержки внутри клеток, состоящей из различных белковых волокон. Один из этих белков — актин — играет важную роль в клеточной функции и, как оказалось, в дифференциации стволовых клеток.

Ингибируя полимеризацию актина в цитоскелете, ученые смогли добиться лучшей дифференцировки и получить больше бета-клеток, которые при этом эффективнее функционировали. У некоторых мышей после двухнедельного курса лечения стволовыми клетками, нормальный уровень сахара в крови оставался более года, а мыши из контрольной группы, не получавшие лечения, в конечном итоге умерли от диабета.

Новая методика может иметь большие перспективы для лечения диабета в будущем, если результаты, полученные в эксперименте с мышами, будут успешно воспроизведены на людях. Те же манипуляции с цитоскелетными белками, показали, что с помощью аналогичного подхода можно улучшить потенциал использования стволовых клеток для выращивания клеток печени, пищевода, желудка и кишечника. Если это так, разработанная авторами методика поможет улучшить лечение стволовыми клетками и при других видах патологий, а не только при диабете.

Читать еще:  Почему в одних странах люди болеют раком чаще, чем в других?

«В целом наше исследование подчеркивает, что динамика цитоскелета работает синергетически с растворимыми биохимическими факторами для регуляции судьбы эндодермальных клеток, открывая новые возможности для улучшения результатов дифференцировки», — пишут авторы в своей работе.

Ученые отмечают, что, прежде чем применять новую методику для лечения людей, страдающих диабетом, ее нужно тестировать на более крупных животных в течение длительного периода времени.

Ученые смогли обратить вспять болезнь Альцгеймера у мышей

Болезнь Альцгеймера – это заболевание мозга, которое вторгается в личность пациента и коренным образом ее меняет. Это состояние хроническое и на данный момент неизлечимое.

Исследование на мышах

Однако недавно исследователи сообщили, что у мышей, у которых был удален определенный фермент, появляются признаки излечения от Альцгеймера: амилоидные бляшки в их мозге исчезают, способность к познанию улучшается, а синаптическая функция частично восстанавливается.

Ученые раньше много раз проводили исследование болезни Альцгеймера на мышах, но сейчас впервые им удалось увидеть исчезновение амилоидных бляшек, рассказал старший научный сотрудник Риджиан Ян из исследовательского института Лернера.

Удаление фермента

Фермент, который был удален из мозга мышей, называется бета-секретазой (BACE1), и его роль не так проста, как может показаться. Критический фрагмент этого исследования, опубликованный в «Журнале экспериментальной медицины», описывает не значимость BACE1, а сроки его использования.

Ранним красным флагом болезни Альцгеймера является аномальное накопление бета-амилоидного пептида, который может образовывать пресловутые амилоидные бляшки в мозге пациентов, что нарушает его синаптическую функцию.

Поскольку BACE1 помогает продуцировать этот нежелательный бета-амилоидный пептид, многие ученые ищут, как можно от него избавиться. Но это довольно сложно, так как BACE1 выполняет много функций, кроме своей довольно зловещей роли в создании амилоидных бляшек.

Предыдущие исследования показали, что мыши, у которых отсутствует BACE1, в раннем возрасте страдают от проблем с неврологией. Это говорит о том, что в начале развития BACE1 необходим для правильного развития когнитивных функций.

Учитывая это, ученые решили посмотреть, будет ли постепенное истощение фермента во взрослой жизни менее вредным, чем в период раннего развития. Чтобы проверить это, ученые с помощью генной инженерии удаляли этот фермент из мозга мышей по мере их старения. Затем этих мышей поместили к другой группе, у которой в возрасте 75 дней образовывались амилоидные бляшки (этого ученые также смогли достичь с помощью генной инженерии).

Команда обнаружила, что у мышей, которые постепенно теряли BACE1, амилоидные бляшки начали исчезать. Спустя 10 месяцев (контрольная точка исследования) в мозгу мышей не осталось амилоидных бляшек.

Лечение людей

Однако исследователи не уверены, что такой же успех возможен и у людей. Фактически ученые вылечили болезнь Альцгеймера у мышей, не реплицируя эти результаты у пациентов. Но они надеются, что их исследование позволит понять, какие лекарства могли бы имитировать подобный процесс у человека.

Хорошая новость в том, что препараты BAC1-ингибитора уже разрабатываются, а около пяти их видов даже тестируются в клинических испытаниях. Но пока что результаты неоднозначны.

Ян надеется, что исследование его команды сможет помочь ученым, которые будут работать над этой проблемой в будущем. Он предполагает, что, возможно, ключевым моментом в этом вопросе является время, и испытания с удалением BACE1 начинаются слишком поздно, чтобы изменить ситуацию в жизни пациентов с болезнью Альцгеймера.

Наука

Медицина

Коварный ген: как вылечить деменцию

Ученые впервые вылечили мышей от деменции

Международная группа ученых обратила вспять деменцию у мышей, снизив воспаление в их мозге. Теперь исследователи заняты разработкой аналогичной методики для людей.

Читать еще:  В возникновении синдрома хронической усталости виноваты кишечные бактерии

Ученые из Калифорнийского университета в Беркли и других исследовательских центров впервые обратили вспять деменцию у мышей с помощью противовоспалительных препаратов. О том, как им это удалось, они рассказали в статье в журнале Science Translational Medicine.

Большинство попыток лечения слабоумия так или иначе сводятся к борьбе с амилоидными бляшками, характерным признаком болезни Альцгеймера. Авторы работы же решили попытаться найти одну из причин заболевания и разобраться с ней.

Мозг от попадания в него микроорганизмов, токсинов и прочих чужеродных объектов защищает гемато-энцефалический барьер, разделяющий кровеносную систему и центральную нервную систему (ЦНС). По мере старения, однако, он изнашивается и работает уже не так эффективно. Более ранние исследования показали, что нарушения в его работе есть у 60% людей в возрасте около 70 лет.

Эксперименты на мышах показали, что это приводит к слабому воспалению, которое влияет на работу мозга, вызывая нечто вроде легких припадков.

Это приводит к нарушениям деятельности гиппокампа, что позволяет по-новому взглянуть на симптомы деменции и других дегенеративных заболеваний мозга.

«Мы склонны считать, что старение мозга приводит к омертвению клеток и потере функций, говорит профессор Даниэла Кауфер. — Но наши новые данные предлагают другую причину. Именно воспаление мешает мозгу нормально работать. Если от него избавиться, старый мозг вскоре заработает как молодой».

Исследователи измерили с помощью электроэнцефалограммы мозговую активность старых мышей в возрасте 1,5-2 лет и нескольких молодых особей. У старых мышей уже наблюдались признаки снижения когнитивных способностей, что было видно и на ЭЭГ.

Ученые использовали препарат, снижающий активность гена TGF-β, который способствует воспалительным процессам. Лечение привело к тому, что воспаление снизилось, мозговая активность улучшилась, и мыши стали лучше справляться с заданиями вроде перемещения по лабиринту или изучения окружающего пространства. Они оказались способны делать это так же успешно, как молодые мыши.

Изучая ткани мозга людей, Кауфер обнаружила в них следы повышенной активности TGF-β, как и у мышей.

По ее мнению, специальные противовоспалительные препараты помогут и людям, страдающим от нейродегенеративных заболеваний.

Ее коллега Алон Фридман из Университета имени Бен-Гуриона в Израиле разработал особый вид МРТ, динамическую контрастную томографию, с помощью которой можно выявить «бреши» в гемато-энцефалическом барьере. И чем больше было нарушений его целостности, тем сильнее были выражены когнитивные проблемы у пациентов.

«ЭЭГ показывает, что у людей с болезнью Альцгеймера, эпилепсией, умеренными когнитивными нарушениями, наблюдаются нарушения аналогичные тем, что мы обнаружили у мышей», — добавляет Кауфер.

В целом, данные указывают на то, что полученные на мышах результаты справедливы и для людей, отмечают исследователи. Нарушения целостности гемато-энцефалического барьера, по-видимому, становятся одной из первых причин когнитивных нарушений.

Сейчас команда занята разработкой препарата, который позволит пожилым людям с повреждениями гемато-энцефалического барьера восстановить его. Современные лекарства борются с симптомами болезни Альцгеймера и других неврологических заболеваний, говорят исследователи. Они же намерены разобраться с причиной.

Причиной преждевременного старения мозга может стать метаболический синдром, выяснили ранее американские исследователи. Ученые провели МРТ-сканирование более 2100 мужчин и женщин в возрасте от 37 до 55 лет, также испытуемые прошли тесты на логическое мышление.

В результате удалось выяснить, что у людей с метаболическим синдромом размер мозга меньше, чем у абсолютно здоровых.

По словам медиков, такие люди больше других подвержены риску развития рака, деменции или болезни Альцгеймера.

Метаболический синдром связан с ожирением, гипертонией, повышенным уровнем сахара и холестерола в крови. Чтобы его избежать, исследователи порекомендовали специальную диету с потреблением рыбы, фруктов, овощей и цельнозерновых продуктов. Также эффективны физические нагрузки.

Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:
Adblock
detector