Изучение микроглии человека затруднено из-за серьезных проблем, связанных с выделением достаточного количества жизнеспособной микроглии из ткани мозга человека. В новом исследовании представлен протокол дифференциации стволовых клеток, полученных от пациентов, с целью производства большого количества микроглии человека, которая очень похожа на их аналоги in vivo и которую можно изучать в контролируемых лабораторных условиях. Исследование проводилось в Университете Восточной Финляндии в сотрудничестве с Университетом Вуллонгонга, Австралия, и Университетом Хельсинки.
Считается, что болезнь Альцгеймера, наиболее частая причина деменции среди пожилых людей, вызвана аномальным накоплением амилоидного белка в головном мозге. Однако точно не известно, что вызывает этот процесс. Накопление амилоида характеризуется сопутствующим повреждением нейронов, что приводит к гибели клеток и сокращению мозга.
Не существует лечения, которое могло бы вылечить или замедлить развитие болезни. Несколько многообещающих соединений в испытаниях на животных оказались разочаровывающими в клинических исследованиях на людях. Большинство усилий по поиску лекарства были сосредоточены на подавлении выработки амилоидных белков.
Микроглия удаляет амилоид из мозга с помощью механизма, называемого фагоцитозом, и лечит другие воспалительные процессы в головном мозге. Растущее количество доказательств показывает, что между людьми и животными существуют важные различия, особенно в воспалительных процессах. При болезни Альцгеймера функция микроглии нарушена, но не до конца понятно, почему микроглия не может удалить токсичный амилоид у пациентов. Вместо этого микроглия либо теряет свою нормальную функцию, либо отрицательно активируется и увеличивает потерю нейронов.
APOE4 – самый сильный генетический фактор риска болезни Альцгеймера. Аполипопротеин, APOE, играет важную роль в метаболизме липидов, таких как холестерин, и способствует восстановлению повреждений нейронов в головном мозге. APOE присутствует у человека в трех изоформах, и генетика определяет, какие формы несет индивидуум. Только форма APOE4 предрасполагает к болезни Альцгеймера, и более половины пациентов являются носителями этой формы.
У людей ген APOE широко экспрессируется в микроглии, но его роль конкретно в этих клетках плохо изучена.
В настоящем исследовании исследователи показали, что APOE4 увеличивает воспалительную реакцию микроглии человека, но в то же время снижает способность клеток мигрировать и фагоцитировать патогенный материал. Эти функции важны для поддержания гомеостаза мозга, защиты от патогенов и контроля нормальной гибели клеток, которая происходит с возрастом. Более того, исследователям впервые удалось определить, что APOE4 ухудшает метаболическую активность микроглии человека.
Вместе эти результаты демонстрируют, что APOE4 оказывает глубокое влияние на основные функции микроглии человека. Метаболизм микроглии может открыть новые возможности для целенаправленного лечения и профилактики болезни Альцгеймера.
Настоящее исследование раскрывает новое, интересное наблюдение для лечения: микроглия может играть значительную роль в прогрессировании болезни Альцгеймера, независимо от их способности удалять токсичные накопления амилоида. Микроглия, полученная из стволовых клеток пациента, предлагает новый захватывающий инструмент, позволяющий изучать молекулярные механизмы при других заболеваниях головного мозга, а также проводить контролируемые исследования новых целевых методов лечения.