Продление жизни и защита от болезни Альцгеймера
Ученые Института биологических исследований Солка (г. Ла-Хойя, Калифорния), работающие под руководством профессора Эндрю Диллина (Andrew Dillin), установили, что замедление процесса старения у мышей, предрасположенных к болезни Альцгеймера, предотвращает гибель нейронов головного мозга.
Результаты работы, опубликованные в декабрьском номере журнала Cell в статье «Reduced IGF-1 Signaling Delays Age-Associated Proteotoxicity in Mice», являются очередным фрагментом паззла, над составлением которого авторы работают уже достаточно давно. В конечном итоге они хотят выяснить, является ли развитие болезни Альцгеймера в преклонном возрасте результатом самого процесса старения, либо для накопления вызывающих заболевание агрегатов бета-амилоида требуется длительное время.
Пожилой возраст является основным фактором риска развития болезни Альцгеймера. Начиная с 65 лет количество людей с симптомами заболевания удваивается каждые пять лет. В то же время долгожители, как правило, не страдают ассоциированными с возрастом заболеваниями, в том числе болезнью Альцгеймера.
В рамках своего последнего исследования авторы пытались повлиять на момент начала проявления симптомов болезни Альцгеймера посредством модулирования процесса старения. Для этого они замедлили старение генетически модифицированных мышей, предрасположенных к болезни Альцгеймера, путем снижения активности сигнального механизма, опосредованного инсулиноподобным фактором роста-1 (IGF-1). Этот механизм играет ключевую роль в регуляции продолжительности жизни и продлении молодости у многих организмов, в том числе у червей, мух и мышей, а также ассоциирован с долгожительством у людей. В результате продолжительность жизни экспериментальных животных увеличилась на 35% по сравнению с продолжительностью жизни нормальных мышей группы контроля.
После этого, для того, чтобы установить, что именно является причиной развития заболевания: собственно процесс старения, либо проходящее время, авторы подвергли животных комплексу поведенческих тестов. При этом хронологически старые, но биологически молодые мыши выглядели практически нормальными по сравнению с животными такого же возраста, но стареющими с нормальной скоростью и имеющими симптомы болезни Альцгеймера.
Отчетливые поведенческие отличия между нормальными мышами и животными-долгожителями регистрировались уже в девятимесячном возрасте. Однако при анализе состояния тканей мозга животных экспериментаторов ждала большая неожиданность.
Одним из характерных признаков болезни Альцгеймера является накопление в ткани мозга токсичных агрегатов бета-амилоидных бляшек. Возможно, синтез этого белка происходит и в нормальном мозге, откуда его избытки успешно выводится здоровыми клетками, тогда как при болезни Альцгеймера мозг не в состоянии справится с накоплением бета-амилоида. То же самое наблюдается и в мышиной модели болезни, генетически запрограммированной на избыточный синтез токсичного белка.
Несмотря на то, что у долгоживущих животных нарушения познавательной функции и поведения, характерные для болезни Альцгеймера, начинали проявляться только в очень преклонном возрасте, их мозг был буквально нашпигован плотно упакованными бляшками.
На срезах головного мозга вверху – дисперсно разбросанные по ткани мозга амилоидные бляшки у контрольной группы старых мышей, генетически склонных к болезни Альцгеймера; внизу – огромные скопления бета-амилоида у мышей, у которых в результате еще одной генетической модификации приторможен сигнальный механизм, опосредуемый IGF-1.
По словам одного из авторов Эхуда Кохена (Ehud Cohen), ранее принято было считать, что амилоидные бляшки являются причиной развития болезни Альцгеймера, однако полученные результаты подтверждают новую теорию, согласно которой они, напротив, выполняют защитную функцию. Судя по всему, по мере старения клетки мозга теряют способность обезвреживать токсичные волокна бета-амилоида путем их упаковывания в плотные агрегаты.
Согласно результатам более ранней работы этой же группы исследователей, использовавшей круглых червей для изучения влияния процесса старения на агрегацию белков, крупные агрегаты бета-амилоида гораздо менее токсичны, чем состоящие из него волокна. Однако то, что «мозг червей очень сильно отличается от мозга млекопитающих, удержало авторов от принятия поспешных выводов.
Интересен также подтвержденный тремя независимыми исследованиями факт, что многие из долгожителей, сохраняющих здравый ум в течение всей жизни, являются носителями мутаций генов, кодирующих компоненты опосредуемого IGF-1 сигнального механизма – того же самого механизма, который авторы модифицировали для создания долгоживущих мышей.
Специалисты считают, что эта работа является большим достижением в области изучения процессов старения, так как она подтверждает долго вынашиваемую гипотезу, согласно которой генетические и фармакологические воздействия, целью которых является увеличение продолжительности и качества жизни, могут значительно отложить развитие ряда тяжелых заболеваний человека.
Евгения Рябцева
Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru по материалам ScienceDaily: Delaying the Aging Process Protects Against Alzheimer's Disease.
15.12.2009