Предлагаем вашему вниманию экспертный обзор наиболее значимых открытий в областях деменций и диабета за второе полугодие 2017 года от экспертной группы проекта Технологии Долголетия. Сайт группы rlegroup.net
Обзор разделён на разделы соответственно клиническим этапам развития патологий: профилактика, этиология и патогенез, диагностика, лечение. Наибольшие успехи были достигнуты в установлении механизмов развития возрастзависимых заболеваний и новых способах их лечения. К настоящему моменту ряд методов даже находится на стадии клинических испытаний.
Профилактика
Болезни почек провоцируют диабет
Давно известно, что диабет поражает все системы органов, в том числе и почки – у тех в нефронах изменяется проницаемость почечных канальцев, пропускающая как избыточную глюкозу, так и нужные организму продукты обмена. К настоящему моменту установили и обратную связь: поражение почек способно вызвать диабет. Это происходит за счёт нарушения выделения мочевины. Она накапливается в крови и создаёт ацидоз – смещение рН крови в кислую сторону. При этом нарушается инсулиновый транспорт глюкозы в клетки, что является прямым выходом на метаболический синдром, а следом за ним и на сахарный диабет второго типа. Есть и хорошая новость: если обнаружить патологию почек на ранней стадии, то её можно скорректировать всего лишь диетой.
Этиология и патогенез
Биохимик Люк О’Нил в пользу аутоиммунности возрастзависимых заболеваний
Первопричины диабета и нейродегенеративных заболеваний всё ещё носят теоретический характер. Однако всё больше доказательств в пользу того, что у нашего организма нарушается система распознания «свой-чужой», в результате чего атаке незаслуженно подвергаются собственные клетки. Повреждение неминуемо влечёт за собой воспаление, поэтому виновником аутоиммунных состояний считают белок криопирин. Мутации именно в этом белке приводят к тому что иммунная система разворачивает каскад уничтожения собственных клеток, а не тех, на которые была запрограммирована изначально. Комментарии профессора по этому поводу доступны здесь.
Мутации «белка стресса» провоцируют диабет
Мутации – постоянные гости человеческого генома. Как и в первом случае, ни к чему хорошему они не приводят. Исследовательская группа из университета Макса Планка определила, что мутации в белке FKBP51, выделяющегося с кортизолом в ответ на хронический стресс, приводят к метаболическому синдрому (преддиабету). При несбалансированном питании он перетекает в сахарный диабет второго типа. К настоящему моменту существует молекула, блокирующая синтез этого белка, ведётся апробация на животных.
Новое звено патогенеза возрастзависимых деменций: митохондриальная дисфункция
Как известно, митохондрии – это энергетические станции клеток. АТФ – универсальный источник энергии, вырабатывается в митохондриальной цепи переноса электронов. При развитии определённого нейродегенеративного состояния повреждается соответствующая часть этой цепи. Особого внимания заслуживает нарушение динамики митохондрий – имеются данные о том, при каком заболевании что нарушено.
— при болезни Альцгеймера происходит избыточное деление митохондрий с повреждением их внутренней мембраны и нарушением их транспорта к аксонам;
— при болезни Паркинсона, напротив, наблюдается подавление деления митохондрий, что приводит к накоплению окисленного дофамина.
— При боковом амиотрофическом склерозе обнаружили мутации в гене супероксиддисмутазы-1, которые нарушают функцию регуляторов слияния и разделения митохондрий, что приводит к их фрагментации.
Новое звено болезни Паркинсона
Учёные Северо-Западного университета выяснили, что нейродегенеративные заболевания могут сопровождаться как снижением нейропластичности (отсюда ухудшение когнитивных функций, так как нейроны не образуют между собой новых связей, что лежит в основе памяти), так и её прогрессией. В частности, при болезни Паркинсона была обнаружена усиленная связь между корой и субталамическим ядром, что выступило адаптацией к сниженному количеству молекул дофамина, в результате чего оставшиеся молекулы присоединялись к рецепторам в производном порядке. Заблокировав часть дофаминовых рецепторов, учёные получили более эффективное проведение импульсов между корой и субталамическим ядром. Благодаря этому отмечалось облегчение симптомов паркинсонизма.
Болезнь Альцгеймера начинается с астроцитов
Как уже говорилось, этиология нейродегенеративных возрастзависимых заболеваний неясна. Более ранние исследования были направлены на восстановление нейронов, так как их количество неуклонно снижается при болезни Альцгеймера. Но из-за невысокой эффективности учёные из университета Восточной Финляндии стали искать другое звено патологического процесса. И обнаружили, что на самой ранней, ещё доклинической форме болезни Альцгеймера страдают не нейроны, а астроциты (клетки, сопровождающие нейроны для защиты от внешних факторов и регулирования обменных процессов нейроцитов). Благодаря этому возможна разработка лабораторных тестов, показывающих БА на ранней стадии, когда можно предотвратить её развитие.
А после астроцитов первыми поражаются нейроны сети пассивной работы мозга
Такой вывод был сделан учёными шведского университета Лунда на основании исследований спинно-мозговой жидкости в сочетании с визуализацией мозга при позитронно-эмиссионной томографии. Выяснилось, что раньше всего склонна накапливать бета-амилоид сеть пассивной работы мозга. Это открытие может привести к более ранней диагностике деменции (за 10-20 лет до её развития) и тем самым уменьшить вероятность её возникновения.
Установлена связь между метаболизмом глюкозы и Альцгеймером
Головной мозг потребляет на свою долю четверть всей энергии, получаемой при энергетическом обмене углеводов, поэтому связь между ними очевидна, однако какие именно нарушения метаболизма глюкозы приводили к Альцгеймеру оставалось загадкой.
До того, как над проблемой стали работать учёные из Национального института проблем старения (США). Они установили, что один из транспортёров глюкозы по совместительству выполнял функцию очищения сосудов от бета-амилоида. Однако исследования на этом не остановились: углубившись в статистику, авторы работы обнаружили прямо пропорциональную зависимость между тяжестью деменции и сбоями в углеводном обмене.
Чем плох сохранившийся нейрогенез?
Нервные клетки восстанавливаются – теперь это общеизвестный факт. А это значит, что получила подтверждение одна из теорий старения мозга, согласно которой патологический каскад запускают накапливающиеся мутации нейронов. Так же стали известны зоны, в которых осуществляется нейрогенез – самая большая и значимая из них это гиппокамп. Именно здесь, по мнению учёных Гарварда, берут начало нейродегенеративные заболевания.
Однако отметим, ранее в мозге мышей была обнаружена зона не вполне понятного назначения. В результате исследований она получила название центра программирующего старения. Не стоит сбрасывать эту гипотезу со счетов, так как исследования в этом направлени активно ведутся.
Установлена роль мочевины в возникновении деменций
Напомним, мочевина – это продукт белкового обмена, образуемый печенью для выведения азотистых соединений с мочой. В нервной системе отсутствуют условия для метаболизма азотистых соединений, поэтому в норме в головном мозге их и не наблюдается. Если же такое случилось, то это говорит о запущенной патологии почек и является потенциально новым маркером прогрессирующей деменции. Возможно, своевременное снижение концентрации мочевины будет способствовать облегчению течения возрастных деменций. К таким выводам пришли исследователи британского университета Манчестер во главе с профессором Купером.
Диагностика
Хроническое воспаление повышает резистентность к инсулину
Клетки общаются между собой посредством экзосом, которые транспортируют микроРНК, отвечающие за синтез тех или иных белков. При хроническом воспалении происходит избыточное выделение макрофагов, которые, оказываясь в жировой ткани, выделяют молекулы, провоцирующие ещё большее воспаление. Есть среди этих молекул и экзосомы, программирующие клетки снижать чувствительность к инсулину.
Была доказана и обратная зависимость: когда лабораторным животным больным диабетом, вводили сыворотку с нормальными экзосомами, клетки снова становились чувствительны к инсулину. На основании полученных данных станет возможной ранняя диагностика диабета и его эффективное лечение.
Методы ранней диагностики умеренного когнитивного расстройства – предвестника деменции
Умеренное когнитивное расстройство – легкие когнитивные нарушения, не сказывающиеся на качестве жизни. Его опасность в том, что в большинстве случаев он является первым предупредительным «звоночком» развивающейся деменции, поэтому так важно своевременно выявить его.
Учёные из университета Кумамото обнаружили, что у пожилых людей с УКР незначительно изменяется структурная организация нейронов в области мозга, ответственной за распознавание лиц. На предложенных изображениях лиц они в первую очередь смотрели на рот, в то время как люди без УКР смотрели в глаза и отличали лица безошибочно. Данный метод недорог, прост в применении и диагностирует деменции на ранних стадиях.
Вторым признаком УКР стало ослабленное обоняние. Его выявили исследователи Колумбийского университета, когда исследовали как именно медикаментозное увеличение ацетилхолина способствует восстановлению когнитивных функций.
Оптические системы – шаг к диагностике на молекулярном уровне
Здесь примечательны сразу два новых метода, способных сделать настоящий прорыв в диагностике нейродегенеративных состояний. Первый из них – оптическая система Raman, разработанная учёными из Университета Твенте. Она способна считать 4096 спектров нервной ткани, цвет которых отличается в зависимости от её клеточного состава. Особенно удобно данным методом диагностировать болезнь Альцгеймера, так как чёткость и яркость зон с содержанием бета-амилоида выше прочих составляющих.
Второй метод более совершенен, чем первый. Это достигается благодаря его высокой специфичности. Исследователи университета Линчёпинга (Швеция) создали светящиеся молекулы, которые меняют свой цвет, связываясь с тем или иным белком. Это позволяет наглядно выявить развитие болезни Альцгеймера или болезни Паркинсона на ранних стадиях (при связывании с бета-амилоидом молекулы-индикатора одного цвета, при связывании с тау-белком молекула меняет конформацию и цвет соответственно).
Лечение
Как это ни странно, именно в лечении нейродегенеративных заболеваний и диабета появились прорывные исследования. В этом приняли участие учёные со всего мира, в том числе и отечественные исследователи. Похоже, человечество объединяется в борьбе за активное долголетие без возрастзависимых заболеваний.
Собственные стволовые клетки излечат от Паркинсона
Напомним, что при этом состоянии отмечается стремительная гибель клеток чёрной субстанции. Лечение дофамином или его предшественниками малоэффективно, так как ускоряет отмирание оставшихся клеток, работающих на износ вместо своих собратьев. Изящное решение – создание и внедрение новых нейронов. Теперь это стало возможным, и даже без риска отторжения «подселённых» клеток. Из клеток кожи конкретного пациента делают плюрипотентные стволовые клетки, которые становятся нейронами, получив соответствующую программу. Испытания этого метода уже активно ведутся в 2018 году.
Наладив сообщение между клетками, можно излечить диабет
Открытие 2017 года приравняло диабет к аутоиммунному заболеванию, когда иммунная система организма работает против собственных же клеток. Как именно развивается патогенетический каскад и чем на него можно повлиять выяснила интернациональная команда учёных.
Клетки жировой ткани, адипоциты, общаются между собой посредством экзосом, в которых содержатся микроРНК, отвечающие за биосинтез белков. При аутоиммунных состояниях наблюдается хроническое воспаление, из-за чего в жировой ткани сидят макрофаги. Среди прочих медиаторов воспаления они выделяют так называемые «плохие» экзосомы, которые опосредованно делают клетку нечувствительной к инсулину.
При этом введение экзосом от здоровых особей восстанавливало нормальную сенситивность к инсулину и снижало глюкозу в крови.
Лечение паркинсконизма ультразвуком
Распространённый метод терапии при болезни Паркинсона – таламэктомия. Всем известно, что хирургические операции несут вслед за собой много рисков, поэтому возникла потребность в неинвазивном методе. Неврологам из университета Мэриленда был дал «зелёный свет» на клинические испытания в лечении паркинсонизма ультразвуком.
Программно-аппаратный комплекс фокусирует пучок ультразвуковых волн на любую глубину головного мозга и «разбивает» патологические образования без операционного вмешательства.
Переливание плазмы молодой крови уменьшает клинические проявления болезни Альцгеймера
В эксперименте приняли участие 18 человек с диагностированной болезнью Альцгеймера. В течение четырёх недель им переливали плазму молодых людей, измеряя биохимические параметры, когнитивные функции. Надо сказать, результаты исследований удивили учёных Школы медицины Стэнфодского университета. Помимо конкретных статистически важных параметров наблюдалось общее улучшение повседневной функциональности у пожилых людей с болезнью Альцгеймера.
Это даёт надежду на действительно простой и недорогой метод лечения болезни Альцгеймера.
Медикаментозное лечение СД 2 типа не за горами
Как уже говорилось, в разработках по части лечения возрастзависимых заболеваний принимают участие все страны. Несмотря на зачастую печальный уровень отечественной науки и медицины, российские учёные из УрФУ внесли свой вклад в победу над сахарным диабетом второго типа.
Они создали новое лекарственное вещество, относящееся к тому же классу, что и «Триазавирин» — противовирусный препарат нового поколения. Новый препарат блокирует образование конечных продуктов гликирования (опытные биохакеры знают, насколько это важно). К настоящему моменту препарат готовится к клиническим испытаниям. Это произойдёт довольно скоро, учитывая, что исследователи получили грант в 33 миллиона рублей.
Мишень для лечения болезни Альцгеймера
Многие научные издания неоднократно выделяли аполипопротеин Е как главного участника в развитии болезни Альцгеймера. И только в 2017 году было обнаружено, что непосредственное участие в патогенезе принимает только одна фракция из четырёх, а именно APOE 4. Все остальные ответственны за реализацию липидного обмена, поэтому так важно точечно «выключить» именно APOE 4.
Работа гена, кодирующего этот белок, блокировалась антисмысловым нуклеотидом. Само исследование проводилось на двух группах мышей: первым вводили антисмысловой нуклеотид с рождения, а вторым – в «мышиную старость», когда уже наблюдались амилоидные бляшки. В первом случае болезнь Альцгеймера так и не развилась, а во втором удалось значительно улучшить ослабление симптомов.
Автор Анна Злобина
Перепечатка разрешается при сохранении ссылок на источник публикации.
