При болезни Альцгеймера нарушается гематоэнцефалический барьер — сеть кровеносных сосудов и тканей, которые питают и защищают мозг от вредных веществ, циркулирующих в крови. Теперь исследователи из клиники Мэйо и их коллеги обнаружили уникальные молекулярные признаки дисфункции гематоэнцефалического барьера, которые могут указать на новые способы диагностики и лечения этого заболевания. Их выводы опубликованы в журнале Nature Communications.
«Эти сигнатуры имеют высокий потенциал стать новыми биомаркерами, фиксирующими изменения в мозге при болезни Альцгеймера», — говорит старший автор исследования Нилюфер Эртекин-Танер из клиники Мейо во Флориде.
Для проведения исследования исследовательская группа проанализировала ткани головного мозга человека из банка мозга клиники Мейо, а также опубликовала наборы данных и образцы тканей головного мозга из сотрудничающих учреждений. В группу исследования вошли образцы тканей головного мозга 12 пациентов с болезнью Альцгеймера и 12 здоровых пациентов без подтвержденной болезни Альцгеймера. Все участники пожертвовали свои ткани для науки. По словам исследователей, используя эти и внешние наборы данных, команда проанализировала тысячи клеток в более чем шести областях мозга, что сделало это одно из самых тщательных исследований гематоэнцефалического барьера при болезни Альцгеймера на сегодняшний день.
Они сосредоточились на сосудистых клетках головного мозга, которые составляют небольшую часть типов клеток головного мозга, чтобы изучить молекулярные изменения, связанные с болезнью Альцгеймера. В частности, они изучили два типа клеток, которые играют важную роль в поддержании гематоэнцефалического барьера: перициты, привратники мозга, поддерживающие целостность кровеносных сосудов, и поддерживающие их клетки, известные как астроциты, чтобы определить, как это происходит, если они взаимодействуют.
Они обнаружили, что образцы пациентов с болезнью Альцгеймера демонстрируют измененную связь между этими клетками, опосредованную парой молекул, известных как VEGFA, которая стимулирует рост кровеносных сосудов, и SMAD3, которая играет ключевую роль в клеточных реакциях на внешнюю среду. Используя клеточные модели и модели рыбок данио, исследователи подтвердили свои выводы о том, что повышенный уровень VEGFA приводит к снижению уровня SMAD3 в мозге.
Команда использовала стволовые клетки из образцов крови и кожи доноров, больных болезнью Альцгеймера, и членов контрольной группы. Они обработали клетки VEGFA, чтобы увидеть, как это влияет на уровень SMAD3 и общее состояние сосудов. Лечение VEGFA вызвало снижение уровня SMAD3 в перицитах головного мозга, что указывает на взаимодействие между этими молекулами.
По мнению исследователей, доноры с более высоким уровнем SMAD3 в крови имели меньше повреждений сосудов и лучшие результаты в отношении болезни Альцгеймера. Команда говорит, что необходимы дополнительные исследования, чтобы определить, как уровни SMAD3 в мозге влияют на уровни SMAD3 в крови.
Исследователи планируют продолжить изучение молекулы SMAD3 и ее сосудистых и нейродегенеративных последствий при болезни Альцгеймера, а также искать другие молекулы, потенциально участвующие в поддержании гематоэнцефалического барьера.
