В новом исследовании, которое провели ученые Калифорнийского университета в Сан-Диего, сказано, что трансплантация стволовых клеток также может стать перспективным методом лечения болезни Альцгеймера.

В исследовании, опубликованном в этом месяце в журнале Cell Reports, ученые продемонстрировали, что трансплантация гемопоэтических стволовых и прогениторных клеток эффективно устраняет многочисленные признаки и симптомы болезни Альцгеймера в мышиной модели этого заболевания. У мышей, получивших здоровые гемопоэтические стволовые клетки, по сравнению с другими мышами, страдающими болезнью Альцгеймера, были сохранены память и познавательные способности, снижено нейровоспаление и значительно уменьшено накопление β-амилоида.

Болезнь Альцгеймера — очень сложное заболевание, поэтому любое потенциальное лечение должно быть направлено на множество биологических путей, — говорит старший автор исследования Стефани Черки (Stephanie Cherqui), доктор философии, профессор Медицинской школы Калифорнийского университета в Сан-Диего (UC San Diego School of Medicine).

Наша работа показывает, что трансплантация гемопоэтических стволовых и прогениторных клеток способна предотвратить осложнения болезни Альцгеймера и может стать перспективным направлением терапии этого заболевания.

Успех терапии обусловлен ее воздействием на микроглию, тип иммунных клеток в головном мозге. Микроглия по-разному связана с возникновением и прогрессированием болезни Альцгеймера. Известно, что устойчивое воспаление микроглии может способствовать развитию болезни Альцгеймера, поскольку высвобождение воспалительных цитокинов, хемокинов и белков комплемента приводит к увеличению продукции β-амилоида. В здоровом состоянии микроглия также играет важную роль в очистке β-амилоидных бляшек, но при болезни Альцгеймера эта функция нарушается. В результате накопления β-амилоида возникает нагрузка на другие клетки мозга, в том числе на эндотелиальные клетки, которые влияют на кровоснабжение мозга.

Постдокторант и первый автор работы Приянка Мишра (Priyanka Mishra), доктор философии, задалась целью проверить, может ли трансплантация стволовых клеток привести к образованию новых, здоровых микроглий, которые могли бы уменьшить прогрессирование болезни Альцгеймера. Лаборатория Черки уже добилась успеха, используя аналогичную трансплантацию стволовых клеток для лечения мышиных моделей цистиноза — лизосомальной болезни хранения, и атаксии Фридрейха — нейродегенеративного заболевания.

Мишра и ее коллеги провели системную трансплантацию здоровых гемопоэтических стволовых и прогениторных клеток дикого типа мышам с болезнью Альцгеймера и обнаружили, что пересаженные клетки действительно дифференцируются в микроглии в головном мозге.

Затем исследователи оценили поведение животных и обнаружили, что у мышей, получивших трансплантат стволовых клеток, полностью предотвратились потеря памяти и нейрокогнитивные нарушения. По сравнению с мышами, не получавшими лечения от болезни Альцгеймера, у этих мышей улучшилось распознавание объектов и восприятие риска, а также нормализовался уровень тревожности и двигательной активности.

При более детальном рассмотрении мозга животных исследователи обнаружили, что у мышей, получивших здоровые стволовые клетки, значительно уменьшилось количество β-амилоидных бляшек в гиппокампе и коре головного мозга. Трансплантация также привела к уменьшению микроглиоза и нейровоспаления, а также помогла сохранить целостность гематоэнцефалического барьера.

Наконец, исследователи использовали транскриптомный анализ для измерения экспрессии различных генов у мышей с болезнью Альцгеймера, получавших и не получавших лечение. У мышей, получивших терапию стволовыми клетками, в коре головного мозга было меньше экспрессии генов, связанных с поражением микроглии, а в гиппокампе — генов, связанных с поражением эндотелиальных клеток.

В целом трансплантация здоровых гемопоэтических стволовых и прогениторных клеток привела к улучшению состояния микроглии, что, в свою очередь, защитило от различных уровней патологии болезни Альцгеймера.

Важно отметить, что в третьей группе мышей, получавших стволовые клетки, выделенные из мышей с болезнью Альцгеймера, не наблюдалось никаких признаков улучшения, что свидетельствует о сохранении в этих клетках информации, связанной с болезнью Альцгеймера.

В дальнейших исследованиях будет выяснено, как здоровые трансплантированные клетки привели к столь значительным улучшениям, и можно ли использовать аналогичные стратегии трансплантации для облегчения симптомов болезни Альцгеймера у людей.

Болезнь Альцгеймера — это серьезное эмоциональное и экономическое бремя для нашего общества, однако эффективного лечения не существует, — заключает Черки.

Мы рады столь многообещающим доклиническим результатам терапии гемопоэтическими стволовыми клетками и надеемся на разработку нового терапевтического подхода к этому разрушительному заболеванию.