Близки ли мы к устранению потери памяти при болезни Альцгеймера?

В 2022 году команда исследователей из лаборатории проф. Инны Слуцкой с факультета медицинских и здравоохранительных наук и Школы нейронаук им. Саголь при ТАУ обнаружила патологическое явление в мозге животной модели, которое предшествует первым симптомам болезни Альцгеймера. Это явление связано с повышенной активностью гиппокампа в состоянии анестезии и сна, что происходит из-за повреждения механизма, стабилизирующего нейронную сеть.

Прорыв в исследовании болезни Альцгеймера

В текущем исследовании, опубликованном в журнале Nature Communications, команда лаборатории проф. Слуцкой в сотрудничестве с Центром нейронаук им. Сафра при Еврейском университете обнаружила на животной модели, что подавление нейронной активности в небольшом ядре в определенной области таламуса (который регулирует состояния сна) приводит к снижению патологической активности в гиппокампе и предотвращает ухудшение памяти при болезни Альцгеймера. Исследователи надеются, что их работа ускорит начало клинических испытаний на людях, поспособствует прогрессу в раннем выявлении и профилактике симптомов деменции при болезни Альцгеймера, а также в лечении когнитивных нарушений, вызываемых операциями (ПОКН - постоперационная когнитивная недостаточность).

Докторант Шири Шуб

“Еще за 10-20 лет до появления знакомых симптомов ухудшения памяти и когнитивных функций в мозгу пациентов медленно и постепенно происходят физиологические изменения," объясняет докторант Шири Шуб, руководившая исследованием. “Это накопление амилоид-бета и аномальные отложения тау-белка, уменьшение объема гиппокампа и многое другое. Кроме того, около 30% людей, у которых после смерти была обнаружена патология, характерная для болезни Альцгеймера, не проявляли типичных симптомов заболевания при жизни. Кажется, что мозг обладает, хотя и ограниченной, но способностью защищаться от повреждений болезни”.

Выявление защитных механизмов мозга

Исследование сосредоточилось на поиске тех защитных механизмов, которые мозг использует против повреждений, вызванных болезнью. Исследователи обнаружили, что во время сна, особенно вызванного общей анестезией, ранние симптомы болезни Альцгеймера, которые появляются за многие годы до симптомов деменции, могут быть выявлены проще. Проф. Инна Слуцки: "Анестезия выявляет патофизиологию активности мозга на животной модели. Мы считаем, что существуют механизмы, которые компенсируют эту патологию в состоянии бодрствования и таким образом продлевают предсимптоматический период болезни."

Профессор Инна Слуцки

Исследователи выявили гиперактивность в гиппокампе — "тихие приступы", которые напоминают эпилептический припадок с точки зрения активности мозга, но не проявляются внешне. Это контрастирует с пониженной активностью в здоровом гиппокампе во время сна и анестезии. Для изучения потенциальных мер лечения и профилактики исследователи испробовали различные методы, но главным образом сосредоточились на глубокой стимуляции мозга с использованием электрических сигналов к небольшому ядру в мозгу (Reuniens), соединяющему пораженный гиппокамп и отвечающий за регулирование сна таламус.

"Когда мы пытались стимулировать ядро Reuniens на высоких частотах, как это делается при лечении болезни Паркинсона, мы обнаружили, что это усугубляет повреждение гиппокампа и тихие эпилептические приступы," сказала Шири Шуб. "Только изменив паттерн стимуляции на более низкую частоту, мы смогли подавить приступы и предотвратить когнитивные нарушения. Мы доказали, что ядро Reuniens может полностью контролировать эти приступы. Мы могли увеличивать или уменьшать приступы, стимулируя его."

Расшифровка болезни Альцгеймера

Проф. Слуцки добавляет: "Эпидемиологические исследования указывают на связь между старением и феноменом ПОКН - когнитивными проблемами, которые возникают после операции под общей анестезией. У молодых людей симптомы обычно проходят очень быстро, но у пожилых людей вероятность когнитивных нарушений увеличивается, и они могут сохраняться долгое время. Наше исследование указывает на потенциальный механизм, лежащий в основе этого явления. 

Мы обнаружили, что подавление ядра Reuniens таламуса – фармакологическими или электрическими методами – успешно предотвращало как патологическую активность в гиппокампе во время анестезии, так и когнитивные нарушения после анестезии. Кроме того, мы выявили связь между определенной патологической активностью в гиппокампе во время анестезии в предсимптоматической фазе болезни Альцгеймера и проблемами с памятью на более поздней стадии болезни. Это указывает на потенциал для прогнозирования болезни в спящем состоянии, до начала когнитивного спада."

Руководитель исследования Шири Шуб добавила: "Мы увидели, что независимо от используемых методов, когда мы подавляли нейронную активность в ядре, мы также фиксировали снижение патологической активности в гиппокампе во время анестезии”.