Все больше данных свидетельствует о том, что может существовать связь между диабетом и болезнью Альцгеймера, но физиологические механизмы, с помощью которых диабет влияет на функцию мозга и познавательные способности, до конца не изучены. В новом исследовании, опубликованном в Aging Cell, исследователи из Института биологических исследований Солка впервые показывают, что диабет усиливает развитие признаков старения, которые могут лежать в основе ранних патологических событий при болезни Альцгеймера.
В частности, команда Солка обнаружила увеличение двух признаков болезни Альцгеймера – накопления бета-амилоида (Abeta) и тау-белка – в мозге мышей с диабетом, особенно в клетках, окружающих кровеносные сосуды. Абета, неправильно свернутый пептид, который, как считается, частично вызывает болезнь Альцгеймера, агрегирован внутри астроцитов, звездчатых клеток мозга, которые при взаимодействии с Абета выделяют воспалительные молекулы, которые могут разрушать нейроны. Ранее это не было показано на мышиных моделях диабета 1 типа (T1D).
"Наше исследование поддерживает и расширяет связь между диабетом, старением и болезнью Альцгеймера," говорит старший автор Памела Махер, старший научный сотрудник лаборатории клеточной нейробиологии Солка. "Мы показываем, что диабет 1 типа увеличивает накопление бета-амилоида, связанное с сосудами, в головном мозге и вызывает ускоренное старение мозга."
Полученные данные свидетельствуют о том, что нервно-сосудистая система может быть хорошим кандидатом в качестве новых терапевтических мишеней для лечения болезни Альцгеймера на ранних стадиях заболевания.
Болезнь Альцгеймера и диабет – это два заболевания, число которых в США растет с угрожающей скоростью.S. численность населения. Болезнь Альцгеймера поражает каждого десятого американца старше 65 лет и почти 50 процентов людей старше 85 лет. Точно так же более 8 процентов американцев (примерно 26 миллионов человек) страдают диабетом, причем подавляющее большинство этих людей старше 60 лет.
Махер говорит, что ее команда не уверена в точном механизме увеличения содержания Abeta и tau в мозге мыши, но их данные предполагают, что изменения в астроцитах, а также другие провоспалительные процессы и связывание белков с молекулами сахара (так называемые не -ферментативное гликирование), может способствовать.
"Астроциты играют ключевую роль в поддержании нервных клеток в головном мозге," говорит ведущий автор исследования Антонио Керрайс, научный сотрудник Salk. "И хроническое периферическое воспаление, и повышенное неферментативное гликирование связаны с диабетом, и эти изменения могут воздействовать на мозг, изменяя функцию астроцитов, что в конечном итоге приводит к изменениям, подобным болезни Альцгеймера."
Все нервные клетки тесно связаны с кровеносными сосудами, поскольку для их функционирования им необходимы питательные вещества, особенно глюкоза (сахар) и кислород. Астроциты способствуют переносу питательных веществ между кровеносными сосудами и клетками. Накопление Abeta в местах, где астроциты взаимодействуют с кровеносными сосудами, предполагает, что это может нарушить перенос питательных веществ. Тип локализации Abeta, наблюдаемый на моделях мышей Махера, также обнаруживается у пациентов с болезнью Альцгеймера
Чтобы изучить вклад диабета в патологию, связанную с болезнью Альцгеймера, в головном мозге пожилого возраста, исследователи Солка вызвали T1D на двух моделях мышей. Одна группа, известная как мыши SAMP8, претерпевает ускоренное старение и раннее ухудшение обучения и памяти, а также ряд изменений мозга, подобных тем, которые обнаруживаются при болезни Альцгеймера. Другая группа, мыши SAMR1, которые в этом исследовании происходили из того же генофонда, что и мыши SAMP8, стареют нормально.
Используя этих мышей, Махер и ее коллеги выяснили, как T1D взаимодействует с возрастом и способствует развитию патологии, связанной с болезнью Альцгеймера. Они показали, что T1D вызывает широкий спектр патологических изменений в мозге мышей обеих линий, которые усугубляются преждевременным старением.
Исследование Salk впервые показало, что эти модификации аналогичны модификациям, наблюдаемым у старых недиабетических мышей SAMP8, и выявило уникальные патологические изменения, такие как увеличение маркеров воспаления, у старых мышей SAMP8 с T1D. В отличие от большинства исследований болезни Альцгеймера на мышах, мыши Махера не были сконструированы для производства высоких уровней человеческого Abeta или tau, поэтому все их наблюдения были получены на основе встречающихся в природе Abeta и tau.