Исследователи связывают высокие уровни кальция в митохондриях с гибелью нейронов при болезни Альцгеймера
                Рис. 1: hSyn.2mtYC3.6 нацелен на нейрональные митохондрии и функционирует in vivo. Предоставлено: Nature Communications (2020). DOI: 10.1038/s41467-020-16074-2

Впервые с использованием мышиной модели болезни Альцгеймера ученые зафиксировали связь между повышенным уровнем кальция в митохондриях и гибелью нейронов в живом мозге. Ранее эта взаимосвязь была задокументирована в клеточной культуре, но наблюдение этого явления у живых мышей повышает вероятность того, что это происходит и у людей, и может указывать на новую мишень для болезни Альцгеймера.
                                                                                       

«Мы смогли показать нарушение регуляции митохондриального кальция в нейронах живых мышей с симптомами, похожими на болезнь Альцгеймера, используя передовые методы визуализации в реальном времени», — говорит ведущий автор статьи Мария Кальво-Родригес, доктор философии. Старший автор — Брайан Дж. Бакай, доктор философии. Они оба из отделения неврологии в Массачусетской больнице общего профиля.

Среди их сотрудников были исследователи из Гарвардской школы общественного здравоохранения и Медицинской школы при Институте биомедицины Кадиса (INIBICA) в Испании. Это исследование было недавно опубликовано в Nature Communications.

Одним из определяющих признаков болезни Альцгеймера является отложение амилоидных бета-бляшек (Aβ) и потеря нейронов. Накопление Ар давно мысль быть триггером болезни, но точные средства, с помощью которых нейроны умирают в Альцгеймер остаются загадкой, и теория Ара стала спорной, так как многие кандидаты наркотиков, направленных на A & beta потерпели неудачу в клинических испытаниях.

Одним из эффектов бляшек Aβ является то, что они вызывают высокие уровни ионов кальция (Ca2 +) в клетках мозга. Существуют также доказательства того, что, по крайней мере, в клеточной культуре воздействие Aβ может повышать уровни Ca2 + в митохондриях и приводить к гибели нейронов. Митохондрии влияют на передачу сигналов Ca2 + внутри нейронов через «митохондриальный кальций-унипортер», который захватывает Ca2 + в митохондрии. Изучение этого механизма у живых мышей было затруднено из-за отсутствия технологий, достаточно чувствительных для прямой оценки уровней Ca 2+ в митохондриях в живом мозге.

Чтобы исследовать связь между Ca2 +, митохондриями и гибелью нейронов, Calvo-Rodriguez и ее коллеги объединили многофотонную микроскопию с ратиометрическим индикатором Ca2 +, нацеленным на митохондрии для оценки уровней Ca2 +. Они применили эти технологии для изучения нейронов трансгенной мышиной модели болезни Альцгеймера, у которой развиваются амилоидные бляшки, подобные тем, которые были у пациентов-людей.

Их исследования показывают, что повышенные уровни Ca2 + в митохондриях связаны с отложением бляшек и гибелью нейронов в этой модели, что указывает на то, что аномальные уровни Ca2 + в митохондриях могут играть роль в гибели нейронных клеток при болезни Альцгеймера.

Кроме того, они обнаружили, что при применении растворимого Aβ к здоровому мозгу мыши концентрация Ca2 + в митохондриях увеличивается. Этот процесс можно предотвратить с помощью закупорки митохондриального кальциевого унипортера лекарственным средством. Растворимый Aβ представляет собой тип Aβ, сходный с таковым в мозге человека при болезни Альцгеймера.

«Высокие уровни кальция в митохондриях вызывают окислительный стресс и гибель нейронов в результате апоптоза», — говорит Кальво-Родригес. «Мы предполагаем, что, блокируя нейрональный митохондриальный кальциевый унипортер, мы сможем предотвратить гибель клеток и повлиять на прогрессирование заболевания». Их работа предполагает, что нацеливание поступления кальция в митохондрии может стать новым многообещающим терапевтическим подходом при болезни Альцгеймера.




Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *