У людей с болезнью Альцгеймера развиваются дефекты когнитивных функций, таких как память, а также проблемы с некогнитивными функциями, которые могут привести к тревоге и депрессии. В статье, опубликованной 6 апреля в журнале Клеточная стволовая клеткаИсследователи использовали мышей для изучения процесса образования новых нейронов во взрослом возрасте, называемого нейрогенезом гиппокампа взрослых (AHN). Исследование показало, что глубокая стимуляция новых нейронов в мозгу помогла восстановить как когнитивные, так и некогнитивные функции в моделях болезни Альцгеймера на мышах.
«Мы были удивлены, обнаружив, что активации лишь небольшой популяции новых нейронов, рожденных взрослыми, было достаточно, чтобы внести значительный вклад в эти функции мозга», — говорит старший автор Хуан Сонг, доцент Университета Северной Каролины в Чапел-Хилл. Нейроны были модифицированы путем глубокой стимуляции мозга супраммамилярного ядра (SuM), расположенного в гипоталамусе. «Мы стремимся выяснить механизмы, лежащие в основе этих полезных эффектов», — говорит Сонг.
В этом исследовании использовались две разные мышиные модели болезни Альцгеймера. Исследователи использовали оптогенетику для стимуляции SuM и усиления AHN у мышей с болезнью Альцгеймера. Их более ранние исследования показали, что стимуляция SuM может увеличить производство новых нейронов и улучшить их качество у нормальных взрослых мышей. В новом исследовании исследователи показали, что эта стратегия также была эффективна у мышей с болезнью Альцгеймера, приводя к генерации новых нейронов, которые лучше связывались с другими частями мозга.
Однако для улучшения памяти и настроения недостаточно иметь более совершенные новые нейроны. Улучшение поведения у мышей с болезнью Альцгеймера наблюдалось только тогда, когда эти улучшенные новые нейроны активировались с помощью хемогенетики. Исследователи использовали тесты памяти, а также установленные оценки для поиска тревожно-подобного и депрессивно-подобного поведения, чтобы подтвердить эти улучшения. Результаты показали, что многоуровневое усиление новых нейронов — увеличение количества, свойств и активности — необходимо для восстановления поведения в мозгу человека с болезнью Альцгеймера.
Чтобы лучше понять механизм, они также проанализировали белковые изменения в гиппокампе мышей с болезнью Альцгеймера в ответ на активацию SuM-модифицированных новых нейронов, рожденных взрослыми. Они обнаружили несколько хорошо известных белковых путей, активируемых внутри клеток, включая те, которые, как известно, важны для улучшения работы памяти, а также те, которые позволяют очищать бляшки, связанные с болезнью Альцгеймера.
«Было поразительно, что многоуровневое усиление такого небольшого числа новых нейронов, рожденных взрослыми, внесло такой глубокий функциональный вклад в больной мозг животных», — говорит Сонг. «Мы также были удивлены, обнаружив, что активация нейронов, усиленных SuM, способствует процессу, который потенциально может удалять бляшки».
Будущие усилия команды будут сосредоточены на разработке потенциальных терапевтических средств, которые имитируют полезные эффекты, опосредованные активацией SuM-модифицированных новых нейронов. «Мы надеемся, что эти препараты смогут оказать терапевтическое воздействие на пациентов с низким или отсутствующим нейрогенезом в гиппокампе», — говорит Сонг. «В конечном счете, надежда состоит в том, чтобы разработать первые в своем классе узконаправленные методы лечения болезни Альцгеймера и связанной с ней деменции».
