Стимуляция природного «фильтра» мозга повысит эффективность лечения Альцгеймера
Исследователи НИУ ВШЭ и Института молекулярной биологии РАН предлагают проверить, как на стимуляцию мозга реагирует гематоэнцефалический барьер (ГЭБ) — природный фильтр мозга, работа которого нарушается при болезни. Понимание того, как изменяется ГЭБ при стимуляции, может в теории улучшить лечение: доставка медикаментов в мозг на ранних стадиях станет эффективнее, а на более поздних стадиях болезни терапия поможет поддержать работу мозга.
Исследование опубликовано в журнале Communications Biology. Деменция, или приобретенное слабоумие, — это прогрессирующая деградация когнитивных функций мозга: мышления, памяти, внимания, координации движений, а также эмоционально-поведенческий распад личности. По оценке ВОЗ, более 55 миллионов человек в мире страдает деменцией, а каждый год появляется 10 миллионов новых больных. И это число будет увеличиваться, поскольку главный фактор риска болезни — возраст, а доля пожилого населения планеты растет.
Самая распространенная форма деменции — болезнь Альцгеймера, на нее приходится 60–70 процентов случаев. Орудиями болезни Альцгеймера служат бета-амилоид и тау-белок — молекулы, которые образуют вне- и внутриклеточные агрегаты, которые приводят к гибели нейронов, из-за чего когнитивные функции утрачиваются. Полностью излечить болезнь невозможно, состояние больного в течение 7–10 лет постепенно ухудшается: возникают проблемы с памятью, речью, мышлением, человек перестает узнавать близких, не контролирует эмоции, теряет способность ориентироваться в обстановке и ухаживать за собой.
Исследователи продолжают искать способ вылечить или хотя бы смягчить симптомы болезни. Команда ученых с участием НИУ ВШЭ детально изучила около 40 исследований за последние 20 лет и предположила, как стимуляция мозга может влиять на целостность ГЭБ, в том числе при болезни Альцгеймера.
Нарушение гематоэнцефалического барьера — один из маркеров Альцгеймера, предшествующий появлению первых симптомов. В норме система ГЭБ работает как фильтр и препятствует попаданию в нервную ткань токсических веществ из кровотока, при этом пропуская питательные биоактивные вещества. При болезни Альцгеймера функционирование ГЭБ нарушается, патогены проникают в мозг и накапливаются там.
На проницаемость ГЭБ можно влиять при помощи неинвазивных методов: транскраниальной магнитной стимуляции и стимуляции постоянным током. Процедура магнитной стимуляции основана на ритмичном воздействии магнитного поля, а при стимуляции током применяется слабый постоянный ток.
Авторы предполагают, что изменение целостности ГЭБ в результате стимуляции можно использовать для повышения эффективности доставки лекарств на ранних стадиях. Однако на более поздних стадиях нужно подходить к стимуляции осторожно, так как возможное разрушение ГЭБ способно усугубить болезнь.
«Активно изучается то, как стимуляция влияет на когнитивные функции, что особенно важно для пациентов с болезнью Альцгеймера. Однако то, какие эффекты оказывает стимуляция в зависимости от целостности ГЭБ, обычно не рассматривают, — поясняет соавтор статьи, младший научный сотрудник Института молекулярной биологии РАН, выпускница магистерской программы ВШЭ «Когнитивные науки и технологии: от нейрона к познанию» Александра Петровская. — Мы же утверждаем, что исследовать эффект от стимуляции ГЭБ при Альцгеймере нужно, чтобы повысить эффективность фармакологического лечения Альцгеймера. Более того, исследования важны для понимания безопасности стимуляции на поздних стадиях болезни, когда состояние ГЭБ резко ухудшается».
Систематический анализ влияния стимуляций на связанные с болезнью Альцгеймера факторы в эндотелиальных клетках еще не проводился, но некоторые данные о нейронах и глиальных клетках доступны. Так, в исследовании китайских ученых сообщалось, что магнитные импульсы могут оказывать нейрозащитный эффект. В частности, экспрессия гена IL-10, связанного с противовоспалительным действием, увеличивалась в культуре клеток астроцитов после воздействия импульсов частотой 10 Гц.
В другой подборке исследований стимуляции, наоборот, приводили к раскрытию ГЭБ. Такой подход может быть полезным для доставки лекарств при болезни. Магнитная стимуляция повысила проницаемость ГЭБ в исследовании на крысах и у группы пациентов со злокачественными опухолями головного мозга. А недавно при попытке вызвать открытие ГЭБ на крысиной модели к правому полушарию крыс применяли повторяющуюся низкочастотную стимуляцию, и проницаемость увеличилась на 18 процентов через 15 минут после начала стимуляции.
Тем не менее исследований о влиянии стимуляции на эндотелий ГЭБ на моделях Альцгеймера на момент написания работы не было. Чтобы повысить уровень воспроизводимости исследований с применением стимуляции мозга, нужно грамотно смоделировать трансляцию результатов с клеточного на животный уровень, а с животного — на человека. Исследования на клеточных и животных моделях могут показать, как стимуляция в зависимости от параметров влияет на клетки мозга. Но то, как она в действительности влияет, например, на ГЭБ у пациентов с болезнью Альцгеймера, требует дальнейшего детального исследования.
«Чтобы экстраполировать результаты исследований на животных in vitro и in vivo на людей, необходимо изучить влияние стимуляции на ключевые компоненты патологии Альцгеймера, такие как изменения концентрации вне- и внутриклеточных ионов, бета-амилоидов и тау-белка, — поясняет сотрудник Центра биомедицинской визуализации Атинула А. Мартинос, научный сотрудник Центра нейроэкономики и когнитивных исследований* Мария Назарова. — Мы считаем, что исследования должны рассмотреть влияние стимуляции на ГЭБ как при болезни Альцгеймера, так и при здоровом старении. Учитывая, что большая часть мозговых кровеносных сосудов расположена на поверхности коры и хорошо доступна для стимуляции, это относительно простой и информативный метод».
*На момент подготовки статьи
Telegram 
Дзен 
VK Иногда лучшая помощь природе — просто оставить ее в покое и не мешать. Британские экологи доказали, что заброшенная фермерская пашня способна без миллионных затрат и покупных семян превратиться в роскошный цветущий луг. Для этого потребовалось лишь 11 лет времени и обычный ежегодный покос травы.
Ни один регион на Земле не обладает стопроцентной устойчивостью ко всем возможным глобальным катастрофическим рискам. Тем не менее существует место, имеющее максимальный запас прочности в такой ситуации, — и это Австралия.
Ребенок легче взрослого, быстрее осваивается в новой обстановке и обладает пластичной нервной системой — значит, невесомость он перенесет проще. Это рассуждение звучит убедительно ровно до тех пор, пока ребенка считают уменьшенной копией взрослого. На самом деле его скелет еще набирает прочность, мышцы учатся работать вместе с нервной системой, вестибулярный аппарат настраивает ощущение положения тела, а органы и ткани проходят этапы, которые нельзя повторить после завершения роста. Если в этот период убрать постоянную нагрузку земного притяжения, организм будет не только приспосабливаться к новой среде: он станет формироваться внутри нее. Каким получится результат, медицина сегодня не знает: длительных орбитальных исследований с участием несовершеннолетних не проводилось.
Биологи провели молекулярный анализ тканей человеческого мозга и выяснили, что при тяжелой депрессии останавливается процесс образования новых нейронов. Открытие показало, что природа заболевания кроется не только в химическом дисбалансе нейромедиаторов, но и в физическом нарушении клеточного обновления гиппокампа.
Иногда лучшая помощь природе — просто оставить ее в покое и не мешать. Британские экологи доказали, что заброшенная фермерская пашня способна без миллионных затрат и покупных семян превратиться в роскошный цветущий луг. Для этого потребовалось лишь 11 лет времени и обычный ежегодный покос травы.
Приблизительно 130 миллионов лет назад, когда по земле бродили динозавры, какое-то млекопитающее пробежало по влажной песчаной дюне на территории современной южной части Бразилии. Размер оставленных этим древним существом следов поразил палеонтологов.
Долгое время считалось, что до прихода европейцев тропические леса Амазонии были заселены сравнительно плохо. Однако выяснилось, что плотная растительность скрывает большинство следов древних обществ. С помощью воздушного лазерного сканирования ученые обнаружили сотни неизвестных земляных сооружений и предположили, что около двух тысяч лет назад население юго-западной части Амазонии могло достигать трех миллионов человек.
Американская компания Firebird официально запустила в городе Раздан крупный центр обработки данных и фабрику искусственного интеллекта. На сегодняшний день это самый масштабный технологический хаб подобного уровня в СНГ, а после завершения всех этапов строительства он войдет в пятерку самых мощных вычислительных кластеров в мире.
После сокращения длины очередей и роста доступности бензина в первую неделю августа ситуация снова ухудшилась. Если с 20 июня по начало августа кризис носил в основном психологический характер, то сейчас ситуация принципиально иная: августовские атаки на НПЗ показали, что меры по усилению их противовоздушной обороны не были достаточно полными. Значит, прогноз автора Naked Science от 19 июля о том, что острая фаза кризиса закончится до конца лета, был частично неверным.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно