Драйвер болезни Альцгеймера – тау-белок

Патология головного мозга при болезни Альцгеймера выявляется с помощью тиофлавин-S флуоресцентной микроскопии, показывающей как нейрофибриллярные клубки (пламевидные структуры), так и амилоидные бляшки (округлые структуры). Сканирование мозга позволяет визуализировать накопление амилоида в мозге живых лиц (на амилоид указывают более теплые цвета). (Фото: Mayo Clinic)

Изучив более 3600 посмертных образцов ткани головного мозга, ученые из кампусов Клиники Мэйо (Mayo Clinic) в Джэксонвилле (Флорида) и Рочестере (Миннесота) пришли к выводу, что характерные для пациентов с болезнью Альцгеймера прогрессирующее снижение когнитивных способностей и потеря памяти вызываются нарушением функции тау-белка. Амилоид, другой характерный для болезни Альцгеймера токсичный белок, накапливается по мере прогрессирования заболевания, но не является главным виновником его развития.

Это открытие, опубликованное в журнале Brain, дает новую ценную информацию, имеющую прямое отношение к долгому и продолжающемуся научному спору об относительном вкладе бета-амилоида и тау-белка в развитие и прогрессирование когнитивных нарушений при болезни Альцгеймера, говорит ведущий автор статьи Мелисса Мёрей (Melissa Murray), PhD, невролог из Клиники Мэйо в Джэксонвилле.

Кроме того, по мнению исследователей, полученные ими данные показывают, что новым направлением в лечении болезни Альцгеймера должно быть блокирование действия токсичного тау.

«В течение последних 25 лет большинство исследований в области болезни Альцгеймера действительно сфокусировано на амилоиде», - продолжает доктор Мёрей. «Сначала было установлено, что у пациентов, несущих мутации или изменения в гене амилоида наблюдается тяжелая форма патологии Альцгеймера – в частности, повышенные уровни амилоида. Полученные за последнее десятилетие сканы головного мозга показали, что в процессе старения происходит накопление амилоида, и поэтому большинство моделей болезни Альцгеймера основаны на токсичности этого белка. Таким образом, область изучения болезни Альцгеймера оказалась суженной».

Ученым из Клиники Мэйо удалось посмотреть на эволюцию одновременно амилоида и тау-белка

«Представьте себе, что вы смотрите на кольца дерева. Изучая его поперечный срез, вы можете выявить закономерности, такие как смена времен года и старение дерева», - говорит д-р Мёрей. «Изучение образцов головного мозга на разных стадиях болезни Альцгеймера дает нам представление о влиянии разных степеней тяжести как амилоидной, так и тау-патологии на когнитивные функции, и нам очень повезло, что у нас была возможность использовать ресурс банка Клиники Мэйо, которому тысячи людей посмертно пожертвовали свой головной мозг. Это позволило нам понять изменения в тау и амилоиде в их динамике».

«Тау можно сравнить со шпалами, стабилизирующими железнодорожный путь, который клетки мозга используют для транспортировки питания, сообщений и других жизненно важных грузов по всему нейрону», - объясняет доктор Мёрей. «При болезни Альцгеймера изменения в тау-белке приводят к нестабильности этих путей в нейронах гиппокампа, центра памяти. Аномальной тау накапливается в нейронах, что в конечном итоге приводит к их смерти. Существуют доказательства того, что затем аномальный тау распространяется от клетки к клетке, диссеминируя кору головного мозга. Кора – внешняя часть головного мозга, участвующая в высших уровнях мышления, планирования, поведения и внимания, отражающая более поздние изменения в поведении пациентов с болезнью Альцгеймера. Амилоид, в противоположность тау-белку, начинает накапливаться во внешних частях коры, а затем перекидывается на гиппокамп и, в конечном итоге, на другие области. Наше исследование показывает, что накопление амилоида четко связано со снижением когнитивных способностей. Однако если принять во внимание тяжесть тау-патологии, взаимосвязь амилоида и мыслительных способностей исчезает, что говорит о том, что драйвером болезни Альцгеймера является тау-белок».

Визуализация амилоида в головном мозга используется лишь около десяти лет, и «остается еще много безответных на сегодня вопросов о том, что она определяет», - добавляет Мёрей. «Изучение того, какая патология мозга лежит в основе свидетельствующего о болезни Альцгеймера порога, при сканировании мозга с амилоидными отложениями возможно только на пациентах, прошедших сканирование и пожертвовавших свой мозг для исследований».

Исследование было проведено в два этапа. Ученые из Клиники Мэйо во Флориде изучили 3618 образцов мозга из ее банка, из которых 1375 были образцами мозга больных с подтвержденной болезнью Альцгеймера. Эти пациенты с разной степенью деменции умерли в разном возрасте, что дало возможность оценить заболевание в его развитии.

Для изучения эволюции амилоида и тау-белка в срезах ткани головного мозга исследователи использовали рекомендованные скоринговые системы. Они установили, что возраст, в котором проявляется снижение когнитивных способностей, длительность заболевания и психические нарушения определяются степенью тяжести тау-патологии, но не степенью тяжести патологии, связанной с амилоидом.

Вторая часть исследования была проведена с сотрудничестве с их коллегами из Рочестера. Вместе ученые изучили и сравнили прижизненные сканы мозга пациентов с отложениями амилоида, чтобы оценить амилоидную и тау-патологию.

Исследователи установили, что сигнал этих сканов соотносится с амилоидной патологией мозга, а не с амилоидом, находящимся в сосудах, и не соотносится с тау-патологией. В мозге некоторых участников исследования наблюдалось отложение амилоида, характерное для патологии, не достигающей того порога, который обнаруживается на сканах пациентов с болезнью Альцгеймера. Это важно, так как амилоид может быть найден в мозге пожилых людей, у которых не отмечается снижения когнитивных способностей, подчеркивают исследователи.

«Полученные нами результаты указывают на то, что с точки зрения терапии нам необходимо сосредоточиться на тау. Тем не менее, они еще раз подтверждают, что используемый сегодня метод сканирования мозга с целью оценки уровня амилоида ценен для отслеживания развития болезни Альцгеймера», - подводит итог д-р Мёрей. «Несмотря на то, что по результатам нашего исследования «победителем» стал тау-белок, верно также и то, что сканирование мозга на амилоид может быть использовано для подтверждения того, что у включенных в клинические испытания пациентов порог амилоида соответствует болезни Альцгеймера – вместо маркера тау».

По материалам

Mayo Clinic Study of Thousands of Brains Reveals Tau as Driver of Alzheimer’s Disease

© «Драйвер болезни Альцгеймера – тау-белок». Полная или частичная перепечатка материала разрешается при обязательной незакрытой от индексации, незапрещенной для следования робота активной гиперссылке на страницу Болезнь Альцгеймера. Письменное разрешение обязательно.