Способность клеток мозга поглощать вещества с их поверхности имеет важное значение для производства ключевого ингредиента бляшек головного мозга при болезни Альцгеймера, считают нейробиологи из Медицинской школы Вашингтонского университета в Сент-Луисе. Луи узнал.
Исследователи использовали лекарство, чтобы остановить процесс приема, известный как эндоцитоз, на мышиной модели болезни Альцгеймера. Это изменение привело к 70-процентному снижению уровня бета-амилоида, фрагмента белка, который слипается вместе, образуя бляшки Альцгеймера. Важно отметить, что они также обнаружили, что способность эндоцитоза увеличивать бета-амилоид связана с нормальной связью нервных клеток, называемой синаптической активностью.
"Блокирование эндоцитоза не является жизнеспособным вариантом лечения, потому что клетки по всему телу, включая клетки мозга, нуждаются в эндоцитозе для здорового функционирования," говорит первый автор Джон Сиррито, доктор философии.D., преподаватель неврологии. "Но сейчас мы начинаем понимать происхождение бета-амилоида более подробно, и то, что мы изучаем, открывает другие возможности, которыми мы можем воспользоваться для поиска новых методов лечения болезни Альцгеймера."
Хотя эндоцитоз необходим для нормального функционирования клеток головного мозга, Чиррито и другие считают, что он может случайно вызвать поглощение клетками белка-предшественника амилоида (АРР), который распадается на бета-амилоид. Если это так, препарат, снижающий потребление АРР клетками мозга, может помочь снизить выработку бета-амилоида.
Результаты появятся в выпуске Neuron от 10 апреля.
Другое исследование ранее показало, что эндоцитоз может иметь важное значение для производства бета-амилоида и что бета-амилоид вырабатывается внутри клеток мозга. В 2005 году Чиррито и его коллеги связали усиление связи между клетками мозга с более высоким уровнем бета-амилоида.
Чиррито решил скоординированно проверить как эндоцитоз, так и активность клеток мозга. Он использовал метод, известный как микродиализ, который он ранее адаптировал для исследования болезни Альцгеймера, чтобы отслеживать результаты. Помимо возможности повторного отбора проб на уровни бета-амилоида в головном мозге живых мышей, этот подход позволяет ему вводить препараты, снижающие эндоцитоз и изменяющие связь между клетками мозга.
Когда исследователи дали мышам препарат, останавливающий эндоцитоз, уровень бета-амилоида упал на 70 процентов. Чтобы увидеть, насколько нормальная мозговая активность способствует продолжающемуся производству бета-амилоида в отсутствие эндоцитоза, они затем добавили второй препарат, снижающий коммуникацию между клетками мозга. Уровни бета-амилоида больше не снижались.
Когда они отменили эксперимент, сначала уменьшив коммуникацию между клетками мозга, бета-амилоид уменьшился на 60 процентов. Добавление препарата, останавливающего эндоцитоз, вызвало дополнительное небольшое снижение уровня бета-амилоида.
Результаты показывают, что производство бета-амилоида требует как коммуникации между клетками мозга, так и эндоцитоза, но эндоцитоз необходим для немного большей доли бета-амилоида. Базовая физиология нервных клеток может объяснить, почему.
Исследование было сосредоточено на синапсах, области, где нервные клетки передают сообщения, высвобождая химические вещества из небольших отделений вблизи поверхности клетки. Чтобы восполнить эти отсеки, нервная клетка регулярно забирает их обратно через эндоцитоз. Чем активнее клетка мозга, тем чаще ей приходится возвращать эти отсеки в клетку и наполнять их.
"Эндоцитоз может быть беспорядочным, поскольку он приносит много веществ в клетку из мембраны, которую она усваивает," Чиррито говорит. "Я думаю, что APP может быть невинным свидетелем в этом процессе – он просто присутствует на поверхности клетки, когда связь нервных клеток вызывает еще больший эндоцитоз. Если есть функциональная причина, по которой приложение APP должно участвовать в этом процессе, никто не нашел ее."
Активность – не единственная причина эндоцитоза в клетках мозга. У клеток есть другие причины для поступления материалов через эндоцитоз, и это дополнительное потребление может составлять небольшую долю продукции бета-амилоида, которая требует эндоцитоза, но не требует активности клеток головного мозга.
Чиррито проводил исследования в лабораториях соавторов Дэвида М. Хольцман, М.D., Эндрю Б. и Гретхен П. Джонс, профессор и заведующий кафедрой неврологии Медицинской школы, главный невролог больницы Барнс-Еврей и Стивен Дж. Меннерик, Ph.D., доцент кафедры нейробиологии и психиатрии.
Исследователям уже известны несколько белков на поверхности клеток мозга, которые связываются с APP. Они будут проводить последующие исследования, чтобы выяснить, может ли блокирование этих взаимодействий блокировать эндоцитоз АРР и снижать продукцию бета-амилоида.
Источник: Вашингтонский университет