Может ли световая и звуковая терапия лечить болезнь Альцгеймера? Часть 3

Cognito Therapeutics, нейротехнологическая компания, возглавляемая исследователями Массачусетского технологического института, в начале этого года попала в заголовки газет, когда объявила об инвестициях в размере 73 миллионов долларов в третью фазу клинических испытаний своего главного метода лечения болезни Альцгеймера. Признанная FDA как «прорывная технология», команда исследователей и инженеров разработала гарнитуру, которая обеспечивает одновременную световую и звуковую стимуляцию с частотой 40 Гц. Многообещающие результаты ранних исследований на животных и клинических испытаний показали, что эта технология способна восстанавливать аномальную гамма-активность мозговых волн, часто наблюдаемую на ранних стадиях болезни Альцгеймера.

Однако недавние попытки воспроизвести эти результаты оказались непоследовательными и вызвали вопросы относительно основного механизма действия. Хотя поведенческие исследования на животных помогают понять, работает ли вмешательство, то, как оно работает, можно определить только путем тщательного изучения мозга на клеточном и молекулярном уровнях. Часто это делается с помощью микроскопа для изучения мозга моделей мышей, подвергшихся стимуляции, и сравнения их с контрольной группой мышей. Такие мышиные модели имеют специфические генетические мутации, связанные с наследственной болезнью Альцгеймера. Если световая и звуковая стимуляция частотой 40 Гц является действенным методом лечения болезни Альцгеймера, мы ожидаем увидеть уменьшение количества бета-амилоидных бляшек и тау-нейрофибриллярных клубков, основных признаков болезни.

К их удивлению, раннее исследование, проведенное Яччано и др. к обнаружили, что слуховая и зрительная стимуляция частотой 40 Гц не только уменьшает накопление бета-амилоидных бляшек в головном мозге, но и изменяет активность микроглиальных клеток головного мозга. Микроглия является первой и основной системой иммунной защиты центральной нервной системы. Когда они вступают в контакт с бета-амилоидными белками, микроглия реагирует активацией мощного воспалительного каскада для очистки от мусора и восстановления нервных тканей. Хотя этот иммунный ответ необходим для реагирования на острое повреждение нервов, например, на инфекцию, длительное воспаление может также повредить здоровые клетки.

Исследования показали, что по мере накопления бета-амилоидных бляшек при болезни Альцгеймера микроглия становится сверхактивной и вызывает сильнейшую воспалительную реакцию. Было высказано предположение, что мощная активация микроглии может быть основной причиной широко распространенной нейродегенерации на поздних стадиях заболевания.

Уменьшение воспаления в головном мозге все чаще рассматривается как возможная терапевтическая цель лечения болезни Альцгеймера. Теперь данные свидетельствуют о том, что использование слуховой и зрительной стимуляции для управления электрической активностью может помочь именно в этом. Недавнее исследование Технологического института Джорджии показало, что стимуляция частотой 40 Гц избирательно усиливает воспалительные пути.

Исследователи начали это исследование, подвергая мышей воздействию одного из четырех экспериментальных условий: мерцающего света с частотой 40 Гц в течение одного часа, мерцающего света с произвольными интервалами с частотой 40 или 20 Гц или постоянного света. После стимуляции мышей умерщвляли, а их мозг замораживали для дальнейшего анализа. Во всех группах мышей не было различий в тревожном поведении, что подтверждает, что различные условия визуальной стимуляции не влияли на поведение животного.

Гарза и др. соавт. обнаружили, что у мышей, подвергшихся стимуляции световым мерцанием частотой 40 Гц, наблюдалось повышенное фосфорилирование или активация воспалительного пути NF-κB. Этот путь играет решающую роль в выработке белков-цитокинов, которые помогают контролировать воспаление. В частности, было обнаружено, что стимуляция световым мерцанием с частотой 40 Гц усиливает экспрессию противовоспалительных цитокинов, таких как интерлейкин-6 и интерлейкин-7. Помимо своей роли в воспалении, путь NF-κB также участвует в обучении и долговременной памяти. В совокупности эти результаты позволяют предположить, что стимуляция на этой частоте может оказывать нейропротекторный эффект у людей на ранних стадиях болезни Альцгеймера.

Предлагают ли другие частоты те же преимущества? Гарза и др. Аль был удивлен, обнаружив, что разные частоты рекрутируют разные типы цитокинов посредством активации пути NB-κB. Однако по сравнению со световым мерцанием частотой 20 Гц стимуляция частотой 40 Гц вызывала наибольший цитокиновый ответ. Это согласуется с предыдущими исследованиями, показавшими, что стимуляция частотой 40 Гц дает наибольшие клинические преимущества с минимальным риском побочных эффектов или вообще без него.

Болезнь Альцгеймера неразрывно связана с воспалением головного мозга. Появление электрической активности мозга в качестве возможной терапевтической цели позволило по-новому взглянуть на то, как развивается и прогрессирует болезнь Альцгеймера. Несмотря на это, несколько вопросов остаются без ответа: Каковы долгосрочные эффекты стимуляции частотой 40 Гц? Может ли положительный эффект сохраняться в течение длительного периода времени, или со временем мозг теряет чувствительность к стимуляции? Долгожданные результаты текущих клинических испытаний и исследований на животных могут вскоре ответить на эти вопросы.