915
Британські нейробіологи описали в мозку мережу надзвичайно тонких каналів, якими потенційно можуть виводитися білки, накопичення яких пов’язують із хворобою Альцгеймера. Йдеться насамперед про тау та бета-амілоїд — молекули, що в патологічних умовах утворюють характерні відкладення у нервовій тканині. Дослідження не пропонує готового лікування, але дає нове уявлення про те, як мозок може позбавлятися небажаних білків і чому цей процес іноді перестає працювати достатньо ефективно.
Команда Університетського коледжу Лондона використала флуоресцентні мітки, щоб простежити рух тау та бета-амілоїду. Під час експериментів на мишах обидва білки накопичувалися у мікроскопічних каналах і рухалися у напрямку поверхні мозку. В окремих дослідах цей процес займав лише близько 7,5 хвилини, що стало одним із найбільш несподіваних результатів роботи.
Мережа проходить уздовж судин і нервів
Виявлені структури мають ширину приблизно два мікрометри. Вони утворюють своєрідну сітку, що простягається вздовж кровоносних судин до оболонок мозку, а також уздовж нервів. За припущенням дослідників, канали можуть формувати фібробластні ретикулярні клітини — клітини, які в інших частинах організму беруть участь у створенні структурної основи лімфатичних тканин.
Особливо важливо, що вчені побачили рух білків одразу двома маршрутами. Тау проходив як уздовж стінок артеріол, так і через простори довкола венул. Раніше ці шляхи розглядали як окремі можливі механізми очищення, але нова робота показала, що вони можуть бути частинами однієї системи.
Нейробіолог Девід Еттвелл пояснив, що за своєю будовою ці мікроканали нагадують трубчасті структури, які можна побачити у лімфатичних вузлах поза мозком, наприклад у пахвовій ділянці або на шиї. Це важливо, адже мозок тривалий час вважали органом без класичної лімфатичної системи, а механізми виведення продуктів обміну залишалися предметом активних дискусій.
У мишей із моделлю хвороби Альцгеймера в цих каналах виявили власний бета-амілоїд тварин. Це означає, що система, ймовірно, бере участь не лише у переміщенні штучно введених мічених молекул, а й у роботі з білками, які природно накопичуються при патологічному процесі.
Подібні структури знайшли й у тканині людського мозку
Щоб перевірити, чи існує щось подібне у людей, дослідники проаналізували тканину, отриману від п’ятьох пацієнтів під час операцій із видалення пухлин мозку. У цих зразках також виявили канали приблизно такого самого діаметра. Мічені білки концентрувалися у структурах, які за розмірами та розташуванням нагадували побачені у мишей.
Водночас автори підкреслюють важливе обмеження: тканина, яку вивчають поза організмом, не відтворює повного процесу циркуляції рідини у живому мозку. Тому сам факт наявності схожих каналів у людській тканині ще не доводить, що вони працюють абсолютно так само, як у тваринній моделі.
Ще одним відкритим питанням залишається механізм, який рухає рідину всередині цих каналів. Дослідники припускають, що свою роль можуть відігравати пульсації кровоносних судин. Кожне скорочення серця створює механічну хвилю у судинній стінці, і вона теоретично може допомагати просувати рідину вздовж мікроскопічних структур.
Також поки що неясно, як саме тау та бета-амілоїд потрапляють усередину каналів. Для створення майбутніх методів лікування це принципове питання. Якщо науковці зрозуміють, які молекулярні механізми відповідають за «завантаження» білків у систему очищення і що підтримує їхній рух, з’явиться можливість перевіряти способи посилення цього процесу.
Хвороба Альцгеймера пов’язана зі складним набором змін у мозку. Серед найвідоміших ознак — накопичення бета-амілоїдних бляшок між клітинами та патологічних форм тау всередині нейронів. Проте досі немає повної відповіді на питання, що саме запускає патологію, а що є наслідком інших змін. Виведення білків із мозку розглядають як один із потенційно важливих механізмів.
Нове відкриття не означає, що дослідники вже знайшли спосіб «очистити мозок» від амілоїду або зупинити деменцію. У роботі не перевіряли лікування і не оцінювали пам’ять. Автори лише описали структуру, яка може бути частиною природної системи видалення білків.
Наступним кроком стане з’ясування того, чи сповільнюється робота цих каналів при хворобі Альцгеймера і чи може таке сповільнення сприяти накопиченню патологічних білків. Також науковцям потрібно перевірити, чи можливо безпечно прискорити цей процес і чи дасть це реальний захисний ефект для нейронів.
Дослідження опубліковане як препринт на bioRxiv, тобто на момент появи результатів воно ще не пройшло повного незалежного рецензування. Тому висновки потрібно вважати попередніми. Проте сама знахідка відкриває новий напрямок для вивчення систем очищення мозку і потенційної ролі цих процесів у розвитку нейродегенеративних захворювань.
