Более 100 лет к болезни Альцгеймера относились как к одностороннему заболеванию, но новое исследование переворачивает это представление с ног на голову.
Исследователи обнаружили, что болезнь Альцгеймера частично вызвана нарушением энергетического баланса мозга, и исправление этого нарушения может обратить болезнь вспять на животных моделях. Даже у мышей с прогрессирующей формой болезни Альцгеймера восстановились функции мозга и память, что позволяет предположить, что выздоровление возможно. Автор: AI/ScienceDaily.com
Исследование показывает, что восстановление энергетического баланса мозга может не только замедлить развитие болезни Альцгеймера, но и обратить ее вспять.
- Более ста лет считалось, что болезнь Альцгеймера, как только она начинается, необратима и неизлечима. В результате большинство исследований было сосредоточено на предотвращении заболевания или замедлении его прогрессирования, а не на попытках обратить его вспять.
- Изучая несколько моделей болезни Альцгеймера на мышах и ткани мозга человека, исследователи выявили критическую биологическую проблему, лежащую в основе заболевания. Они обнаружили, что неспособность мозга поддерживать здоровый уровень жизненно важной молекулы клеточной энергии, называемой NAD+, играет важную роль в развитии болезни Альцгеймера.
- В экспериментах на животных поддержание нормального уровня NAD+ в мозге предотвращало развитие болезни Альцгеймера. Еще более поразительно, что восстановление баланса NAD+ после того, как болезнь уже прогрессировала, позволило мозгу устранить повреждения и полностью восстановить когнитивные функции.
- Эти результаты свидетельствуют о том, что лечение, направленное на восстановление энергетического баланса мозга, потенциально может продвинуть терапию болезни Альцгеймера от замедления прогрессирования к значительному выздоровлению.
- Полученные результаты также открывают возможности для дальнейших исследований, включая изучение дополнительных стратегий и тщательно разработанных клинических испытаний, чтобы определить, могут ли эти результаты быть полезны пациентам.
Давние представления о болезни Альцгеймера ставятся под сомнение
На протяжении более 100 лет болезнь Альцгеймера (БА) широко рассматривалась как состояние, от которого невозможно избавиться. Из-за этого убеждения большинство научных усилий было сосредоточено на предотвращении заболевания или замедлении его прогрессирования, а не на попытках восстановить утраченные функции мозга. Даже после десятилетий исследований и миллиардных инвестиций ни одно исследование препарата от болезни Альцгеймера так и не было проведено с целью обратить болезнь вспять и восстановить когнитивные способности.
Это давнее предположение теперь оспаривается исследователями из университетских клиник, Университета Кейс Вестерн Резерв и Медицинского центра Луиса Стокса в Кливленде, штат Вирджиния. Их работа была направлена на то, чтобы ответить на смелый вопрос: может ли мозг, уже поврежденный прогрессирующей болезнью Альцгеймера, восстановиться?
Новое исследование нацелено на энергетическую недостаточность мозга
Исследование было проведено Кальяни Чаубей, доктором философии, из лаборатории Pieper и опубликовано 22 декабря в журнале Cell Reports Medicine. Изучив мозговую ткань человека, страдающего болезнью Альцгеймера, и несколько доклинических моделей на мышах, команда ученых выявила ключевой биологический сбой, лежащий в основе заболевания. Они обнаружили, что неспособность мозга поддерживать нормальный уровень жизненно важной молекулы клеточной энергии, называемой NAD+, играет важную роль в развитии болезни Альцгеймера. Важно отметить, что на экспериментальных моделях было показано, что поддержание надлежащего баланса NAD+ не только предотвращает заболевание, но и обращает его вспять.
С возрастом уровень NAD+ естественным образом снижается во всем организме, включая мозг. Когда уровень NAD+ падает слишком низко, клетки теряют способность выполнять основные процессы, необходимые для нормального функционирования и выживания. Исследователи обнаружили, что это снижение гораздо более выражено в мозге людей с болезнью Альцгеймера. Аналогичная картина наблюдалась на мышиных моделях заболевания.
Как моделировали болезнь Альцгеймера в лаборатории
Хотя болезнь Альцгеймера встречается только у людей, ученые изучают ее с помощью специально выведенных мышей, которые являются носителями генетических мутаций, которые, как известно, вызывают это заболевание у людей. В этом исследовании исследователи использовали две такие модели. Одна группа мышей несла множественные человеческие мутации, влияющие на процессинг амилоида, в то время как другая несла человеческую мутацию в тау-белке.
Аномалии амилоида и тау-белка являются одними из самых ранних и наиболее значимых признаков болезни Альцгеймера. В обеих моделях на мышах эти мутации привели к широкомасштабному повреждению мозга, которое в точности повторяет заболевание человека. Это включало разрушение гематоэнцефалического барьера, повреждение нервных волокон, хроническое воспаление, снижение образования новых нейронов в гиппокампе, ослабление связи между клетками мозга и обширные окислительные повреждения. У мышей также развились серьезные проблемы с памятью и когнитивными способностями, подобные тем, которые наблюдаются у людей с болезнью Альцгеймера.
Проверяя, можно ли обратить вспять последствия болезни Альцгеймера
После подтверждения того, что уровни NAD+ резко снизились как в мозге человека, так и в мозге мышей с болезнью Альцгеймера, команда исследовала две возможности. Они проверили, может ли поддержание баланса NAD+ до появления симптомов предотвратить болезнь Альцгеймера, и может ли восстановление этого баланса после того, как болезнь уже прогрессировала, обратить ее вспять.
Этот подход основан на более ранней работе группы, опубликованной в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences США, которая показала, что восстановление баланса NAD+ приводит как к структурному, так и к функциональному восстановлению после тяжелой, длительной черепно-мозговой травмы. В текущем исследовании ученые использовали хорошо изученное фармакологическое соединение под названием P7C3-A20, разработанное в лаборатории Pieper, для восстановления баланса NAD+.
Полное восстановление когнитивных функций наблюдалось при запущенном заболевании
Результаты были поразительными. Сохранение баланса NAD+ защищало мышей от развития болезни Альцгеймера, но еще более удивительным было то, что происходило, когда лечение начиналось после того, как болезнь уже прогрессировала. В этих случаях восстановление баланса NAD+ позволяло мозгу устранить основные патологические повреждения, вызванные генетическими мутациями.
Обе мышиные модели показали полное восстановление когнитивных функций. Это восстановление было также отражено в анализах крови, которые показали нормализацию уровня фосфорилированного тау-217, недавно одобренного клинического биомаркера, используемого для диагностики болезни Альцгеймера у людей. Эти результаты предоставили убедительные доказательства обращения болезни вспять и выявили потенциальный биомаркер для будущих испытаний на людях.
Исследователи выражают осторожный оптимизм
«Мы были очень взволнованы и воодушевлены нашими результатами», — сказал Эндрю А. Пипер, доктор медицинских наук, старший автор исследования и директор Центра лекарственных средств для здоровья мозга Харрингтонского исследовательского института в Калифорнийском университете. «Восстановление энергетического баланса мозга привело к патологическому и функциональному восстановлению в обеих линиях мышей с прогрессирующей болезнью Альцгеймера. Наблюдение за этим эффектом на двух совершенно разных моделях животных, каждая из которых обусловлена разными генетическими причинами, подтверждает идею о том, что восстановление баланса NAD+ в мозге может помочь пациентам излечиться от болезни Альцгеймера».
Доктор Пипер также возглавляет кафедру нейропсихиатрии имени Морли-Мэзера в Калифорнийском университете и является профессором трансляционной психиатрии Ребекки Э. Барчас, доктора медицинских наук, DLFAPA. Он работает психиатром и исследователем в Гериатрическом научно-образовательном и клиническом центре Луиса Стокса в Вирджинии (GRECC).
Изменение взглядов на болезнь Альцгеймера
Полученные результаты свидетельствуют о фундаментальном изменении подхода к лечению болезни Альцгеймера в будущем. «Главный вывод — это надежда на то, что последствия болезни Альцгеймера не могут быть необратимыми», — сказал доктор Пипер. «Поврежденный мозг при определенных условиях может восстановиться и функции восстановятся».
Доктор Чаубей добавил: «В ходе нашего исследования мы продемонстрировали один из способов достижения этой цели на животных моделях, основанный на лекарствах, а также идентифицировали белки-кандидаты в мозге человека при БА, которые могут быть связаны со способностью обращать БА вспять».
Почему этот подход отличается от добавок
Доктор Пипер предостерег от того, чтобы путать эту стратегию с безрецептурными NAD+-прекурсорами. Он отметил, что в исследованиях на животных было показано, что такие добавки повышают уровень NAD+ до опасно высоких уровней, которые способствуют развитию рака. Метод, используемый в этом исследовании, основан на P7C3-A20, фармакологическом агенте, который помогает клеткам поддерживать здоровый баланс NAD+ во время экстремального стресса, не повышая уровень за пределы нормы.
«Это важно при рассмотрении вопроса об уходе за пациентами, и клиницисты должны учитывать возможность того, что терапевтические стратегии, направленные на восстановление энергетического баланса мозга, могут помочь излечить болезнь», — сказал доктор Пипер.
Следующие шаги на пути к испытаниям на людях
Это исследование также открывает возможности для дополнительных исследований и, в конечном итоге, тестирования на людях. В настоящее время технология внедряется в коммерческую эксплуатацию компанией Glengary Brain Health, базирующейся в Кливленде, соучредителем которой является доктор Пипер.
«Этот новый терапевтический подход к выздоровлению необходимо внедрить в тщательно разработанные клинические испытания на людях, чтобы определить, распространяется ли эффективность, наблюдаемая на животных моделях, на пациентов-людей», — пояснил доктор Пипер. «Дополнительные следующие шаги лабораторных исследований включают в себя определение того, какие аспекты энергетического баланса мозга наиболее важны для восстановления, выявление и оценку дополнительных подходов к лечению болезни Альцгеймера, а также изучение того, эффективен ли этот подход к восстановлению при других формах хронических возрастных нейродегенеративных заболеваний».