Свежие запасы иммунных клеток, именуемых микроглией, могут оказаться эффективным способом терапии таких недугов, как болезнь Альцгеймера. Эта концепция привлекает значительное внимание ученых, и недавние исследования показывают, что замена микроглии может стать ключевым элементом лечения мозговых заболеваний. Об этом пишет журнал Nature.
В последние месяцы серия исследований продемонстрировала потенциал метода замещения микроглии и изучила варианты повышения его безопасности и эффективности.
Паскуалина Колелла из Медицинской школы Стэнфордского университета, специализирующаяся на генной и клеточной терапии, назвала данный подход перспективным, однако подчеркнула токсичность процедуры. Микроглия – иммунные клетки, патрулирующие мозг, поглощающие чужеродные и поврежденные клетки, а также токсичные вещества. Они участвуют в защите нейронов при инсультах и судорогах, а также удаляют избыточные связи между нейронами в ходе нормального развития мозга.
«Микроглия выполняет множество важных функций, поэтому неудивительно, что она участвует в патогенезе многих заболеваний», — отметил психиатр Крис Беннетт, изучающий микроглию в Детской больнице Филадельфии.
Указано, что данные заболевания включают редкие расстройства, вызванные генетическими мутациями, прямо влияющими на микроглию. По словам нейробиолога Бо Пэна из Университета Фудань в Шанхае, эти нарушения также относятся к более распространённым заболеваниям с комплексным происхождением, таким как болезни Альцгеймера и Паркинсона, а также связаны с процессом старения.
Это подтолкнуло ученых к изучению перспективы замещения патологической микроглии, что может помочь терапии некоторых мозговых заболеваний. Тем не менее, замена микроглии сопряжена с затруднениями. Традиционно врачи заменяют иммунные клетки пациента с помощью трансплантации костного мозга, обеспечивающей новые резервы стволовых клеток, которые поселяются в организме и дают начало иммунным клеткам. Однако микроглия локализована преимущественно в центральной нервной системе и обновляется за счёт собственного деления, а не за счёт стволовых клеток из костного мозга.
Трансплантация костного мозга уже применяется для лечения некоторых редких заболеваний, затрагивающих микроглию, например X-связанного адренолейкодистрофического синдрома. Невропатолог Марко Принц из Фрайбургского университета (Германия) отметил, что такое лечение бывает эффективным, но результаты часто неоднозначны, и обычно происходит замена лишь небольшой части природной микроглии пациента.
В июле команда Пэна провела трансплантацию костного мозга с целью замещения патологической микроглии у пациентов с тяжелым заболеванием мозга CAMP (микроглиопатия, связанная с CSF1R). Лечение дало положительные результаты как на мышах, так и в небольшом клиническом исследовании с участием восьми человек, у которых в течение двух лет после терапии не наблюдалось ухудшения двигательных или когнитивных функций, в отличие от контрольной группы, у которой состояние ухудшалось.
По мнению Беннета, причиной успеха эксперимента может служить малая плотность микроглии у пациентов с этим заболеванием, что создаёт условия для приживания пересаженных клеток.
Формирование «ниши» для новых микроглиальных клеток является важным этапом замещения и вызывает опасения. Для освобождения места необходимо сначала уничтожить как можно больше существующей микроглии в мозге, что требует применения высоких доз химио- или радиотерапии. Это значительно повышает риск инфекций у пациента во время процедуры и может увеличить долгосрочный риск онкологических заболеваний. Колелла подчёркивает, что на данный момент замена микроглии остаётся слишком токсичной и подходит лишь для тяжелых быстро прогрессирующих недугов, например CAMP.
В августе группа Принца сообщила о применении замещения микроглии для терапии болезни Сандхоффа у мышей — заболевания, вызывающего гибель нейронов. Исследователи выявили нарушение связи между микроглией и нейронами из-за мутации, вызывающей это состояние. Трансплантация костного мозга от здоровых мышей улучшила выживаемость и подвижность животных с этим заболеванием.
Тогда же биолог стволовых клеток Мариус Верниг из Школы медицины Стэнфорда и его команда независимо применили замещение микроглии для лечения болезни Сандхоффа без трансплантации костного мозга. Они выделили популяцию клеток-предшественников микроглии, вырастили их в лаборатории и инъецировали непосредственно в мозг мышей. Это позволило избежать полного облучения тела, ограничившись только радиотерапией головы.
Пэн отметил, что такая методика способна снизить побочные эффекты от лучевой терапии всего тела, но вопросы безопасности остаются, так как облучение головы может уничтожать стволовые клетки мозга, ответственные за рождение новых нейронов.
Отмечается, что появление альтернативных методик может сделать технологию более безопасной. В начале года исследование показало, что три курса препарата, уничтожающего микроглию, могут быть достаточными для подготовки пути пересаженных клеток.
Решив проблему безопасности, замена микроглии может применяться для терапии сложных мозговых заболеваний с множественными причинами, как болезнь Альцгеймера. Кроме того, такой способ может служить для доставки молекул в мозг, окружённый барьером, затрудняющим проникновение лекарств. Колелла сравнила их с «троянским конём» для мозга.
Принц подчеркнул, что сейчас разумно сосредоточиться на генетических болезнях, непосредственно затрагивающих микроглию. По его словам, это самый доступный путь, и он надеется, что в будущем исследователи смогут приступить к изучению более сложных заболеваний.
Ранее, 22 сентября, журнал Science Daily сообщил о вредном влиянии микропластика, попадающего в организм через воду, пищу и воздух, на здоровье, включая мозг. Исследование показало, что эти частицы могут вызывать изменения, напоминающие болезнь Альцгеймера, особенно у людей с генетической склонностью к ней.