Болезнь Альцгеймера – это нейродегенеративное состояние, которое характеризуется накоплением скоплений бета-амилоидного белка в головном мозге. Что именно вызывает эти образования, известные как бляшки, и какую роль они играют в прогрессировании заболевания, является активной областью исследований, важной для разработки стратегий профилактики и лечения.
Недавние исследования показали, что бета-амилоид обладает противовирусными и противомикробными свойствами, что предполагает возможную связь между иммунным ответом на инфекции и развитием болезни Альцгеймера.
Химические биологи из Института Слоана Кеттеринга обнаружили четкие доказательства этой связи: белок под названием IFITM3, который участвует в иммунном ответе на патогены, также играет ключевую роль в накоплении бета-амилоида в бляшках.
"Мы знаем, что иммунная система играет определенную роль в болезни Альцгеймера – например, она помогает очищать бета-амилоидные бляшки в головном мозге," говорит Юэ-Мин Ли, химический биолог из SKI. "Но это первое прямое доказательство того, что иммунный ответ способствует образованию бета-амилоидных бляшек – определяющей особенности болезни Альцгеймера."
В статье, опубликованной 2 сентября в Nature, доктор. Ли и его команда показывают, что IFITM3 изменяет активность фермента, называемого гамма-секретазой, который расщепляет белки-предшественники на фрагменты бета-амилоида, составляющие бляшки.
Они обнаружили, что удаление IFITM3 снижает активность фермента гамма-секретазы и, как следствие, уменьшает количество амилоидных бляшек, которые образовывались в модели заболевания у мышей.
Растущее количество доказательств новой гипотезы
Нейровоспаление или воспаление в головном мозге стало важным направлением исследований болезни Альцгеймера. Маркеры воспаления, такие как определенные иммунные молекулы, называемые цитокинами, усиливаются на мышиных моделях с болезнью Альцгеймера и в мозге людей с болезнью Альцгеймера. Доктор. Исследование Ли – первое, в котором с помощью IFITM3 установлена прямая связь между этим воспалением и развитием бляшек.
Ученые знают, что производство IFITM3 начинается в ответ на активацию иммунной системы вторжением вирусов и бактерий. Эти наблюдения в сочетании с новыми выводами доктора. Лаборатория Ли показывает, что IFITM3 напрямую способствует образованию бляшек, что предполагает, что вирусные и бактериальные инфекции могут увеличить риск развития болезни Альцгеймера. Действительно, доктор. Ли и его коллеги обнаружили, что уровень IFITM3 в образцах головного мозга человека коррелирует с уровнями определенных вирусных инфекций, а также с активностью гамма-секретазы и производством бета-амилоида.
Исследователи обнаружили, что возраст является фактором риска номер один для болезни Альцгеймера, и уровни как воспалительных маркеров, так и IFITM3 увеличиваются с возрастом у мышей.
Они также обнаружили, что IFITM3 увеличивается у подгруппы пациентов с поздним началом болезни Альцгеймера, а это означает, что IFITM3 потенциально может использоваться в качестве биомаркера для выявления подгруппы пациентов, которым может помочь терапия, направленная против IFITM3.
Следующий план исследователей – изучить, как IFITM3 взаимодействует с гамма-секретазой на молекулярном и атомном уровнях и как он участвует в нейровоспалении на животных моделях. Они также изучат IFITM3 как биомаркер заболевания и потенциальную цель для новых лекарств, предназначенных для его лечения.