Новое исследование Медицинской школы Университета Вирджинии предлагает неожиданный способ улучшения притока крови к мозгу для борьбы с болезнью Альцгеймера и другими нейродегенеративными заболеваниями.
Ученые под руководством доктора наук Укпонга Б. Эйо с факультета нейробиологии Университета Вирджинии обнаружили, что иммунные клетки, называемые микроглией, играют важную роль в определении того, насколько хорошо крошечные капилляры доставляют кровь и необходимые питательные вещества к нашему мозгу. Ученые считают, что проблемы с микроглией могут негативно сказываться на здоровье мозга, а воздействие на эти клетки может помочь нам предотвратить или обратить вспять заболевания, вызывающие или усугубляющие потерю памяти из-за недостаточного кровотока. Это может быть болезнь Альцгеймера, сосудистая деменция и даже некоторые случаи болезни Паркинсона.
Уже некоторое время предполагается, что микроглия играет важную роль в регулировании работы сосудов. В этом исследовании мы представили наиболее убедительные доказательства того, что микроглия действительно регулирует приток крови к мозгу, определили, что эта функция выполняется в мелких сосудах или капиллярах мозга, и выявили фермент, который для этого используется. Хотя при нейродегенеративных заболеваниях микроглия функционирует неправильно, наша работа открывает возможность улучшить приток крови, воздействуя на микроглию.
Укпонг Б. Эйо, доктор философии, Центр иммунологии мозга и глии (BIG Center) и Институт мозга при Университете Вирджинии
Большие потребности мозга
Наш мозг нуждается в огромном количестве питательных веществ. Несмотря на то, что он составляет всего 2% от массы нашего тела, на его работу уходит 20% всей нашей энергии. Для этого мозг окружён сетью кровеносных сосудов длиной 400 миль, которые разветвляются на мельчайшие капилляры. Правильное функционирование этих сосудов и капилляров необходимо для здоровья мозга.
Учёным известно, что проблемы с миелоидными клетками могут приводить к избытку углекислого газа в крови, из-за чего наш мозг лишается жизненно важного кислорода. Но Эйо и его команда хотели более детально изучить, какие именно клетки несут за это ответственность, и посмотреть, что произойдёт, если эти клетки не будут работать должным образом.
Исследователи установили, что микроглия отвечает за поддержание надлежащего «тонуса» капилляров, от которого зависит, насколько хорошо эти крошечные сосуды снабжают мозг кровью. Учёные обнаружили, что при удалении микроглии диаметр капилляров значительно уменьшался, а их способность транспортировать кровь снижалась. Восстановление микроглии решало эту проблему.
«Фермент микроглии, выявленный в ходе этого исследования, до сих пор применялся для лечения пациентов с болезнью Альцгеймера, хотя и с переменным успехом. Наше исследование показывает, что эти терапевтические средства будут максимально эффективны, если назначать их в соответствии с терапевтическим окном микроглии при болезни Альцгеймера. Это направление мы изучаем в рамках нашего текущего исследования», — сказал исследователь из Университета Вирджинии Уильям А. Миллс III, доктор философии, первый автор новой научной статьи с описанием результатов исследования. «Мы установили, что все клетки микроглии способны регулировать тонус базальных капилляров, в отличие от некоторых из них, что свидетельствует об их важной роли в обеспечении энергетических потребностей мозга».
Исследователи говорят, что для лучшего понимания сложной сети клеточных коммуникаций, отвечающих за поддержание нормальной работы капилляров, потребуются дополнительные исследования. Но, лучше разобравшись в том, как иммунная система поддерживает здоровье капилляров, учёные смогут усилить кровоток, чтобы обеспечить полноценное питание мозга.
«Теперь, когда мы выявили новую роль микроглии в структуре и функционировании кровеносных сосудов, а также определили конкретный задействованный фермент, мы готовы изучить, как меняются этот фермент и функции микроглии, а затем разработать методы лечения для уменьшения этих изменений при нейродегенеративных заболеваниях в целом и при болезни Альцгеймера в частности», — сказал Эйо. «Однако у нашей группы есть множество вопросов, которые мы будем изучать. Например, регулирует ли микроглия мелкие капилляры самостоятельно или совместно с другими клетками мозга?» Когда в процессе развития микроглия начинает играть эту роль и важна ли эта роль при нарушениях развития нервной системы, при которых также нарушается функция сосудов? Может ли замена микроглии способствовать восстановлению кровотока при нейродегенеративных заболеваниях? Это интересные вопросы, на которые мы надеемся получить ответы в ближайшем будущем.
Университет Вирджинии недавно учредил Центр трансляционных исследований имени Харрисона в области болезни Альцгеймера и нейродегенеративных заболеваний, чтобы разрабатывать новые методы лечения болезни Альцгеймера и других заболеваний головного мозга. Центр входит в состав Института биотехнологий Пола и Дианы Мэннинг при Университете Вирджинии. Институт будет размещаться в четырёхэтажном здании площадью 350 000 квадратных футов, которое строится в исследовательском парке Фонтейн при Университете Вирджинии. Ожидается, что в рамках новой «экосистемы инноваций» в Вирджинии появятся сотни, а возможно, и тысячи рабочих мест.
Опубликованы результаты исследования болезни Альцгеймера
Эйо и его коллеги опубликовали результаты своего исследования в научном журнале Nature Communications. В исследовательскую группу входили Миллс III, Ниша А. Сэвори, Аида Ориса Лопес-Ортис, Деннис Х. Лентферинк, Фернандо Гонсалес Ибаньес, Прейз Агочи, Элина Растегар, Арнав Гупта, Дитья Гупта, Арья Сурам, Брант Э. Исаксон, Мари-Эв Тремблей и Эйо.
Исследование проводилось при поддержке Национального института неврологических расстройств и инсульта Национального института здравоохранения США, гранты NS122782 и NS119243; Национального института сердца, легких и крови Национального института здравоохранения США, гранты HL007284, HL137112 и HL171997; Фонда семьи Оуэнс; постдокторской стипендии Института мозга при Университете Вирджинии; постдокторской стипендии Американской кардиологической ассоциации, 25POST1376070.
Источник:
Система здравоохранения Университета Вирджинии
Ссылка на журнал:
Миллс, У. А., и др. (2025). Циклооксигеназа-1 микроглии модулирует базальный тонус церебральных капилляров у мышей in vivo. Nature Communications. doi.org
Чтобы написать отзыв нужно авторизоватся