Иммунные клетки мозга, называемые микроглией, могут частично разрушать крупные амилоидные бляшки, характерные для болезни Альцгеймера, прикрепляясь к ним, образуя своего рода внешний желудок и выделяя пищеварительные ферменты в пространство, согласно доклиническому исследованию, проведенному учеными из Медицинского колледжа Вейла Корнелла. Эти выводы могут в конечном итоге привести к методам лечения, которые усиливают способность микроглии разрушать амилоидные бляшки.
Исследование, опубликованное 6 декабря в журнале Cell Reports, показывает, что процесс разрушения, называемый экзофагией пищеварения, также может помочь объяснить кажущиеся противоречивыми сообщения о том, что клетки микроглии могут распространять бляшки при болезни Альцгеймера.
Микроглия — это собиратели, которые перемещаются по мозгу, потребляя небольшие кусочки клеточного мусора, такие как микроорганизмы, мертвые клетки и мусор. Они делают это, оборачиваясь вокруг вещества и заключая его в везикулу. Затем везикула доставляет груз к органелле, ограниченной мембраной внутри клетки, называемой лизосомой, которая заполнена пищеварительными ферментами. Исследователи подозревали, что микроглия также может разрушать амилоидные бляшки, но было неясно, как клетки могли бы поглощать эти массивные агрегаты, которые намного больше, чем они сами.
«Мы обнаружили, что клетки фактически присоединяют лизосому к большой бляшке и выделяют ферменты в пространство, которое может расщеплять амилоид», — сказал доктор Фредерик Максфилд, заслуженный профессор нейронауки Владимира Горовица и Ванды Тосканини Горовиц в Медицинском колледже Вейла Корнелла.
Знакомый вкус Размышления о том, как микроглия могла бы съесть что-то очень большое в мозге, напомнили доктору Максфилду о макрофагах, которые являются иммунными клетками, выполняющими аналогичную работу по сбору отходов по всему остальному организму. В предыдущей работе его лаборатория обнаружила, что когда макрофаги сталкиваются с чем-то слишком большим, чтобы обернуть его вокруг себя — например, с комком липопротеинов в атеросклеротической бляшке — они образуют своего рода наружный желудок, который постепенно переваривает комок с помощью лизосомальных ферментов.
Чтобы узнать, делают ли то же самое микроглия, команда под руководством доктора Сантьяго Соле-Доменеча, ассистента профессора исследований в области биохимии, и доктора Руди Жаке, аспиранта Школы медицинских наук Вейла Корнелла в лаборатории Макса во время проведения исследования, сначала обратилась к культивированным клеткам мышиных микроглий.
В серии экспериментов они показали, что когда одна из этих клеток касалась большой амилоидной бляшки в лабораторной посуде, она формировала частично закрытое пространство вокруг агрегата, как это делают макрофаги. «Лизосомы микроглии выделяли свое содержимое и закисляли область, чтобы активировать ферменты, которые расщепляют амилоидные отложения», — сказал доктор Максфилд.
Затем команда проанализировала мышиную модель болезни Альцгеймера. Соавтор исследования доктор Мари-Эв Тремблей, профессор Викторианского университета, использовала электронную микроскопию для визуализации образцов мозга и увидела карманы, образованные клетками микроглии на бляшках, характерных для пищеварительной экзофагии. Она также наблюдала лизосомальный фермент в пространстве.
Что идет вниз, должно подняться Микроглия разрушает бляшки, но также известно, что она способствует образованию бляшек. Этот парадокс был интригующим, и исследователи задались вопросом, может ли пищеварительная экзофагия играть роль в распространении бляшек болезни Альцгеймера на другие части мозга.
В предыдущих исследованиях команда загружала культивированные клетки микроглии небольшими кусочками бляшек, называемыми амилоидными фибриллами. Когда исследователи делали это, клеткам требовалось много времени, чтобы разложить их во внутренних лизосомах, и в конце концов они выбрасывали трудноразлагаемые куски.
В текущем исследовании команда также загрузила микроглию амилоидными фибриллами, но поместила клетки рядом с большими бляшками. «Мы видели, что микроглия пыталась съесть бляшку снаружи, но поскольку она уже была загружена амилоидными фибриллами, она выделяла эти маленькие кусочки в сторону бляшки», — сказал доктор Соле-Доменек.
Клетки микроглии могут быстро перемещаться по мозгу, поэтому они легко могут переместиться в другое место после переваривания бляшки.
Источник: Биохимия, доктор Фредерик Максфилд, доктор Сантьяго Соле-Доменек, Высшая школа медицинских наук, исследование, новости от WCM
