Во время развития и прогрессирования болезни Альцгеймера белок, называемый тау, накапливается и распространяется в головном мозге. Понимание механизмов распространения тау-белка и его последствий может указать на новые стратегии профилактики и лечения болезни Альцгеймера и других форм деменции. Новые идеи теперь получены в результате исследования, которое проводилось исследователями из Массачусетской больницы общего профиля (MGH), и в нем использовался анестетик, который, как известно, влияет на когнитивные функции. Результаты опубликованы в Communications Biology.
Ученые отмечают, что воспаление играет важную роль в болезни Альцгеймера, и считается, что микроглия – иммунные клетки, которые находятся в головном мозге, – участвует в этом процессе, производя воспалительную молекулу, называемую интерлейкином-6. Чтобы узнать, стимулирует ли тау-белок микроглию, чтобы способствовать развитию патологии болезни Альцгеймера, исследователи MGH и их коллеги провели эксперименты с ингаляционным анестетиком под названием севофлуран. Их предыдущая работа показала, что севофлуран может вызывать изменение (в частности, фосфорилирование или добавление фосфата) к тау, что приводит к когнитивным нарушениям у мышей. Другие исследователи также обнаружили, что севофлуран и некоторые другие анестетики могут влиять на когнитивные функции.
В этом текущем исследовании команда разработала новый метод измерения уровней тау-белка, названный технологией нанолучевых датчиков. "Датчик нанопучка сверхчувствителен, требует небольшого объема и может измерять низкие концентрации молекул, включая тау и фосфорилированный тау," говорит со-ведущий автор Фэн Лян, доктор медицинских наук,.D., инструктор отделения анестезии, интенсивной терапии и медицины боли (DACCPM) MGH.
Группа провела эксперименты на мышах и клетках и обнаружила, что севофлуран заставляет тау-белок покидать нейроны и попадать в микроглию, где он стимулирует выработку клетками интерлейкина-6, что, в свою очередь, приводит к воспалению и когнитивным нарушениям. Перенос тау-белка из нейронов в микроглию включает фосфорилирование тау-белка и мембраносвязанных носителей, называемых внеклеточными везикулами, которые высвобождаются из клеток.
"Эти данные демонстрируют распространение тау, связанное с анестезией, и его последствия," говорит старший автор Чжунцун Се, доктор медицинских наук,.D., директор отделения гериатрической анестезии в DACCPM. "Это распространение тау можно предотвратить с помощью ингибиторов фосфорилирования тау или образования внеклеточных везикул."
Севофлуран не увеличивал высвобождение из нейронов лактатдегидрогеназы, молекулы с таким же размером и весом, как тау. "Это открытие указывает на то, что мембраны нейрональных клеток и жизнеспособность клеток не были нарушены лечением севофлураном и что вызванная севофлураном утечка тау-белка не была пассивным процессом," говорит со-ведущий автор Юаньлинь Дун, доктор медицины, научный сотрудник отдела.
Другой ингаляционный анестетик, десфлуран, не имел таких же эффектов, как севофлуран. "Наши результаты показывают, что анестетики севофлуран и десфлуран могут по-разному влиять на фосфорилирование и распространение тау-белка. Что еще более важно, севофлуран может использоваться в качестве клинически значимого инструмента для изучения распространения тау-белка и лежащих в его основе механизмов," говорит Се. "Мы надеемся, что эта работа приведет к дополнительным исследованиям анестезии, тау-белков и патологии болезни Альцгеймера, которые в конечном итоге улучшат уход за пациентами."