Дослідження американських вчених підтвердило зв'язок між виробленням холестерину мозковими клітинами та накопиченням бета-амілоїдних бляшок, які пов'язані з хворобою Альцгеймера. Досліди на мишах розкрили механізм цього зв'язку та показали, що блокування вироблення холестерину може сприяти візуальному усуненню відкладень амілоїду та білків тау. Результати роботи, які допоможуть краще зрозуміти розвиток хвороби Альцгеймера, опубліковані в журналі Proceedings of the National Academy of Sciences.
Кількість амілоїдних бляшок та клубків тау-білків (червоно-помаранчеві скупчення) у мозку візуально зникає після блокування вироблення холестерину астроцитами (справа). Scott Hansen lab / Scripps Research
Які передумови дослідження?
Хвороба Альцгеймера є однією із найбільш поширених форм нейродегенеративних розладів у світі, тому розроблення ліків проти неї, а також засобів профілактики є нагальною потребою. Важливою умовою для цього є розуміння механізмів розвитку хвороби, багато аспектів яких наразі залишаються нез'ясованими. Серед найбільш характерних властивостей хвороби Альцгеймера є накопичення в мозковій тканині нерозчинних скупчень білка бета-амілоїду, що їх називають бляшками. Всупереч цьому, невідомо, яку роль виконують ці білки. Зокрема, зменшення кількості амілоїдних бляшок не завжди супроводжується суттєвими покращеннями стану пацієнтів. Тому вчені Науково-дослідного інституту Скріппс ініціювали детальніше вивчення формування амілоїдних відкладень: вони сфокусувалися на маловивченому зв'язку бета-амілоїду та холестерину.
Чому саме холестерин пов'язали з амілоїдними бляшками?
Холестерин виконує важливі функції в нашому організмі, середі іншого, забезпечуючи коректну роботу мозку. Попередні дослідження на культурі клітин показували, що холестерин мембран мозкових клітин сприяє агрегації молекул бета-амлоїду. Автори нової роботи вирішили дослідити цей зв'язок у мозку лабораторних тварин. Для цього вони проаналізували зрізи мозку мишей сучасною технологією суперроздільної мікроскопії, що дає змогу поглянути на роботу клітин з високою роздільною здатністю. Особливу увагу вчені звертали на вироблення холестерину клітинами астроцитами, які слугують важливою підтримкою для нейронів.
Що науковці дізналися нового про роботу клітин?
Досліди вказали, що вироблений астроцитами холестерин доставляється до мембран нейронів за допомогою білкової молекули аполіпопротеїну Е (АпоЕ). Це запускає низку молекулярних взаємодій, у результаті яких в мембранах нейронів формуються скупчення ліпідів, відомі як ліпідні рафти. Водночас зв'язаний із АпоЕ холестерин з'єднує молекулу-попередника APP із ферментами в цих ліпідних рафтах, що призводить до перетворення її в бета-амілоїд. Тоді вчені перевірили на мишах, що є моделями хвороби Альцгеймера, як вплине на формування амілоїдних бляшок різне вироблення в мозку холестерину.
Результати показують, що блокування вироблення астроцитами холестерину у цих мишей призводить до суттєвого зменшення кількості амілоїдних бляшок та до нормалізації продукції бета-амілоїду. Крім цього, зменшилася навантаженість мозкових тканин іншими характерними для хвороби Альцгеймера структурами — нейрофібрилярними клубками тау-білків.
Проте лікуванням деменції навряд чи стане блокування вироблення холестерину в мозку через його важливі функції, радше мішенню може бути процес доставлення сполуки до нейронів. На користь цього вказує і те, що одним із найвагоміших факторів ризику хвороби Альцгеймера є наявність варіації Е4 гену, який кодує аполіпопротеїн Е. Тож дослідники звертають увагу на необхідність подальшого вивчення ролі холестерину в накопиченні патологічних білків.