Применяя математические модели, используемые для изучения галактик или взаимодействий между элементарными частицами, исследователи из Института неврологии Автономного университета Барселоны в сотрудничестве с Массачусетской больницей общего профиля в Бостоне проанализировали пространственное распределение астроцитов: клеток мозга, которые необходимы для правильное функционирование нейронов. Это исследование опубликовано сегодня в Proceedings of the National Academy of Sciences.
Ученые заметили, что эти клетки отталкиваются амилоидными бляшками. Эти бляшки связаны с развитием болезни Альцгеймера, и несколько терапевтических стратегий направлены на уменьшение их образования и их устранение. До сих пор исследователи думали, что астроциты мигрировали к амилоидным бляшкам и пожирали их, так что усиление их активности могло быть хорошим средством против развития болезни. Однако этот анализ распределения астроцитов показывает обратное: кажется, что астроциты отталкиваются бляшками.
"Это открытие очень важно, поскольку устранение амилоидных бляшек самими клетками мозга является одной из ключевых стратегий, разрабатываемых в качестве лекарства от болезни Альцгеймера. Следовательно, выяснение того, какие клетки могут, а какие не могут устранить бляшки, имеет важное значение для получения эффективных методов лечения", объясняет Елена Галеа, исследователь Института неврологии UAB и лектор ICREA.
Исследование было направлено на выявление сил, которые формируют взаимодействие между астроцитами и амилоидными бляшками, чтобы получить представление об их относительных положениях. С этой целью он заимствовал методы из статистической физики, используемые, например, для определения эволюции галактик на основе сил взаимодействия между звездами, составляющими их. Вместо галактик и звезд ученые проанализировали трехмерные изображения астроцитов внутри мозга мышей, моделирующих болезнь Альцгеймера.
Статистический анализ этих трехмерных изображений показывает, что астроциты отталкиваются друг от друга, и что они также отталкиваются амилоидными бляшками. Таким образом, баланс между этими силами отталкивания поддерживает "территориальная организация" астроцитов, и когда имеется много бляшек, это вызывает пространственное напряжение в астроцитах. По словам Елены Галеа, возможно, самая важная информация, которую предоставляет это исследование, заключается в том, что "вопреки предположению исследователей болезни Альцгеймера, астроциты не разрушают эту организацию, чтобы двигаться к бляшкам и фагоцитировать их. Скорее они немного отдаляются от них".
Тем не менее астроциты должны "Чувствовать" что-то, когда образуются бляшки, так как когда это происходит, они производят больше своего характерного белка, GFAP. "Это означает, что астроциты могут реагировать против образования амилоидных бляшек, изменяя их функцию, а не меняя положение, заключает Галеа.