Боковой амиотрофический склероз (БАС) характеризуется постепенным разрушением двигательных нейронов — нервных клеток, отвечающих за передачу импульсов от мозга к мышцам. Недавно ученым удалось выявить неожиданный механизм этого процесса: микроглия, то есть иммунные клетки головного и спинного мозга, способна распознавать и уничтожать еще живые нейроны с помощью специальной системы. О том, каким образом микроглия заставляет клетки отправлять ложный сигнал к уничтожению и почему блокирование данного механизма привело к неоднозначным последствиям, рассказывается в материале «Известий».

Сигнал к уничтожению получен микроглиейСправка «Известий»

БАС — это прогрессирующая патология, при которой двигательные нейроны постепенно утрачивают функции и гибнут. В результате нарушается взаимодействие между мозгом и мускулатурой: начальные проявления в виде тремора и проблем с координацией со временем способны прогрессировать до потери способности ходить, говорить, принимать пищу и дышать.

Долгое время в исследованиях БАС главный акцент делался на двигательных нейронах. Но микроглия — иммунные клетки, находящиеся в головном и спинном мозге, — при этой болезни тоже проявляет высокую активность. Специалисты Института Солка задались целью понять, чем это вызвано. Итоги их работы размещены на портале Medical Xpress.

В центре внимания исследователей оказались TAM-рецепторы — группа белков, задействованных в элиминации погибающих клеток. В обычных условиях умирающие клетки демонстрируют на своей мембране так называемый сигнал «съешь меня», который распознается TAM-системой. Ученые выдвинули гипотезу, что при БАС данный механизм дает сбой и нацеливает микроглию на еще живые нейроны.

Живые нейроны оказались объектом атаки микроглии

Чтобы проверить это предположение, исследователи применили самую распространенную мышиную модель БАС — SOD1. Эти мыши имеют мутантный белок SOD1, провоцирующий развитие болезни у людей. В ходе эксперимента выяснилось, что в спинном мозге мышей SOD1 значительная часть двигательных нейронов уже была захвачена микроглией. Кроме того, у животных наблюдался повышенный уровень TAM-белков, в первую очередь Axl и Mer.

Детальное исследование нейронов показало наличие на их поверхности фосфатидилсерина — тех самых молекул, которые призваны служить сигналом к удалению клетки. Сложность состояла в том, что данные «метки для поедания» возникали на клетках, которые все еще оставались живыми. TAM-система привлекала к ним микроглию, и иммунные клетки в итоге поглощали живые нейроны.

Исключение белков TAM повлияло на развитие заболевания

На следующем этапе ученые решили выяснить последствия удаления двух TAM-белков — Axl и Mer. Итог оказался неожиданным: у мышей болезнь развивалась стремительнее, однако продолжительность их жизни увеличивалась.

Ютун Хуанг, доктор философии, экс-аспирант-исследователь лаборатории Лемке и первый автор работы

Когда мы сравнили количество двигательных нейронов у мышей без белков Axl и Mer с их количеством у мышей с этими белками, мы обнаружили, что потеря белков TAM не приводит к потере мышечного контроля.

Помимо этого, изменилось и состояние микроглии. В спинном мозге мышей SOD1 данные клетки были переполнены поглощенными нейронами, но после отключения TAM-системы это накопление существенно сократилось. В итоге ученые заключили, что микроглия задействует систему TAM для уничтожения клеток, еще не успевших погибнуть.

Новая находка может быть полезна не только для борьбы с БАС

Полученные данные способствуют объяснению того, как активность микроглии соотносится с прогрессированием БАС и летальным исходом. Тем не менее исследователи полагают, что простое отключение TAM-системы вряд ли станет наилучшей терапевтической стратегией.

Ютун Хуанг

Чтобы быть по-настоящему эффективными, методы лечения, нацеленные на систему TAM, должны также воздействовать на основные механизмы развития бокового амиотрофического склероза или других нейродегенеративных заболеваний, таких как болезнь Альцгеймера или Паркинсона.

Кроме того, данная работа открыла еще одно перспективное направление — применение TAM-системы в иммунотерапии. После демонстрации того, что этот механизм способен нацеливать микроглию на живые клетки, научные коллективы из Японии и Южной Кореи создали TAM-белки, которые метят определенные клетки и привлекают к ним микроглию. В ходе экспериментов один из таких белков способствовал уничтожению живых В-клеток у мышей с волчанкой, а другой — живых раковых клеток и уменьшению роста меланомных опухолей.

Авторы считают, что подобный метод способен в перспективе заменить более сложные клеточные иммунотерапии: вместо выращивания целых клеток можно будет конструировать TAM-белки, ориентированные на необходимый тип клеток.