Болезнь Альцгеймера предложили лечить мерцающим светом

Ученым из Массачусетского технологического института удалось замедлить накопление бета-амилоида в мозгу мышей с болезнью Альцгеймера, воздействуя на них мигающим светом. Статья опубликована в журнале Nature.

Болезнь Альцгеймера — самое распространенное нейродегенеративное заболевание и ведущая причина деменции (приобретенного слабоумия). Нейродегенерация при этом заболевании обусловлена накоплением в мозге двух патологических форм белков: бета-амилоида в форме бляшек и гиперфосфорилированного тау-белка в форме нейрофибриллярных клубков. До сих пор попытки предотвращения синтеза или выведение бета-амилоидных бляшек не приводили к существенным успехам.

В предыдущих исследованиях было показано, что некоторые неврологические заболевания сопровождаются нарушениями гамма-осцилляции нейронов (колебаний потенциалов электроэнцефалограммы в диапазоне от 20 до 50 Гц). Однако взаимосвязь между нарушениями гамма-ритма и клеточными патологиями пока остается не совсем ясной. Считается, что причина нарушения колебаний —в изменениях синаптической активности, вызванных молекулярными и клеточными патологиями. Однако некоторые исследования показывают, что в случае болезни Альцгеймера эта связь может работать и в обратную сторону. Так, повышение синаптической активности у больных мышей in vivo вызывало повышенное образование бета-амилоида в мозгу. Авторы решили проанализировать влияние гамма-осцилляций на молекулярные патологии у мышей с болезнью Альцгеймера.

Для этого они неинвазивно воздействовали на мышей мерцающим светом: мыши просто находились в помещении со светом, мигающим с частотой 40 Гц. Это вызывало у нейронов гамма-колебания с той же частотой. Оказалось, что такого простого воздействия всего по часу в сутки в течение недели достаточно для снижения количества бета-амилоида в мозгу мышей — правда, только в визуальной коре. Воздействие светом испытали на двух типах мышей: молодых 3-месячных мышах с болезнью Альцгеймера, у которых были повышены уровни бета-амилоида в мозгу, но еще не началось образование крупных бляшек и ухудшение когнитивных способностей, и старых мышах, уже имеющих крупные амилоидные бляшки во многих участках мозга. У молодых мышей мигающий свет значительно (на 40-50 процентов) снижал синтез бета-амилоида, а у старых — вызывал рассасывание уже имеющихся бета-амилоидных бляшек. Интересно, что воздействие света, мигающего с другой частотой, такого эффекта не вызывало.

Анализ экспрессии генов показан, что воздействие мигающего света с частотой 40 Гц также вызывало индукцию генов, ассоциированных с активностью макрофагов в микроглии. А гистологический анализ микроглии подтвердил увеличение числа клеток микроглии и захват бета-амилоида макрофагами.

Авторы также испытали воздействие мерцающего света на другие участки мозга. Используя методы оптогенетики, позволяющие избирательно стимулировать нейроны воздействием света, ученые воздействовали мигающим с частотой 40 Гц светом на интернейроны гиппокампа. Оказалось, что при этом наблюдается такой же эффект: синтез бета-амилоида снижался, а в микроглие гиппокампа увеличивалось число клеток микроглии и активизировался захват бета-амилоида макрофагами.

Недавно ученым удалось с помощью иммунотерапии замедлить накопление бета-амилоида в мозге человека. А с помощью методов оптогенетики исследователи смогли восстановить воспоминания у генно-модифицированных мышей с расстройством, аналогичным болезни Альцгеймера. 

Софья Долотовская