Во время развития и прогрессирования болезни Альцгеймера белок, называемый тау, накапливается и распространяется в головном мозге. Понимание механизмов распространения тау-белка и его последствий может указать на новые стратегии профилактики и лечения болезни Альцгеймера и других форм деменции. Новые идеи теперь получены в результате исследования, проведенного исследователями из Массачусетской больницы общего профиля (MGH), в котором используется анестетик, который, как известно, влияет на когнитивные функции. Результаты опубликованы в Communications Biology .
Ученые отмечают, что воспаление играет важную роль в болезни Альцгеймера, и считается, что микроглия — иммунные клетки, которые находятся в головном мозге, — участвует в этом процессе, производя воспалительную молекулу, называемую интерлейкином-6. Чтобы выяснить, стимулирует ли тау-белок микроглию для развития патологии болезни Альцгеймера, исследователи MGH и их коллеги провели эксперименты с ингаляционным анестетиком под названием севофлуран. Их предыдущая работа показала, что севофлуран может вызывать изменение (в частности, фосфорилирование или добавление фосфата) к тау, что приводит к когнитивным нарушениям у мышей. Другие исследователи также обнаружили, что севофлуран и некоторые другие анестетики могут влиять на когнитивные функции.
В этом текущем исследовании команда разработала новый метод измерения уровней тау-белка, названный технологией нанолучевых датчиков. «Датчик нанопучка сверхчувствителен, требует небольшого объема и может измерять низкие концентрации молекул, включая тау и фосфорилированный тау», — говорит со-ведущий автор Фэн Лян, доктор медицинских наук, инструктор отделения анестезии. Отделение интенсивной терапии и медицины боли (DACCPM) в MGH.
Группа провела эксперименты на мышах и клетках и обнаружила, что севофлуран заставляет тау покидать нейроны и попадать в микроглию, где он стимулирует выработку клетками интерлейкина-6, что, в свою очередь, приводит к воспалению и когнитивным нарушениям. Перенос тау-белка из нейронов в микроглию включает фосфорилирование тау-белка и мембраносвязанных носителей, называемых внеклеточными везикулами, которые высвобождаются из клеток.
«Эти данные демонстрируют распространение тау, связанное с анестезией, и его последствия», — говорит старший автор Чжунцун Се, доктор медицинских наук, директор отдела исследований гериатрической анестезии в DACCPM. «Это распространение тау можно предотвратить с помощью ингибиторов фосфорилирования тау или образования внеклеточных везикул».
Севофлуран не увеличивал высвобождение лактатдегидрогеназы, молекулы с таким же размером и весом, как тау, из нейронов. «Это открытие указывает на то, что лечение севофлураном не повлияло на мембраны нейронных клеток и жизнеспособность клеток и что вызванная севофлураном утечка тау-белка не была пассивным процессом», — говорит со-ведущий автор Юаньлинь Дун, доктор медицины, научный сотрудник отдела.
Другой ингаляционный анестетик, десфлуран, не имел таких же эффектов, как севофлуран. «Наши результаты показывают, что анестетики севофлуран и десфлуран могут по-разному влиять на фосфорилирование и распространение тау-белка. Что еще более важно, севофлуран может использоваться в качестве клинически значимого инструмента для изучения распространения тау-белка и лежащих в его основе механизмов», — говорит Се. «Мы надеемся, что эта работа приведет к дополнительным исследованиям анестезии, тау-белков и патологии болезни Альцгеймера, что в конечном итоге улучшит уход за пациентами».
