Нейродегенеративные заболевания — серьезная проблема для общества во всем мире. Болезнь Альцгеймера — наиболее распространенная из них, но ее патогенез до сих пор недостаточно изучен.
Это связано с рядом причин: детальный анализ изменений в мозге человека возможен только при помощи посмертных исследований, есть трудность в понимании начальных стадий развития заболевания, сложно подобрать подходящую модель заболевания у животных для более глубокого изучения процессов. В исследовании, опубликованном в журнале Frontiers in Neuroscience, рассказывается о возможности изучать патологические процессы и новые методы лечения болезни Альцгеймера на моделях собак с когнитивной дисфункцией.
Болезнь Альцгеймера (БА), болезнь Паркинсона, лобно-височная деменция, боковой амиотрофический склероз – нейродегенеративные заболевания, представляющие собой серьезную проблему, часто связанную со старением. В настоящее время этими заболеваниями страдают почти 50 миллионов человек, а к 2050 году заболеваемость ими, по прогнозам, утроится.
Недостаточное понимание начальных стадий и способов лечения болезни Альцгеймера связано с отсутствием возможности изучать при жизни поражения головного мозга у людей. Кроме того, имитации этой патологии у грызунов – самых распространенных модельных организмов – недостаточно.
В последнее время обнаружили, что у пожилых собак развивается когнитивная дисфункция — заболевание, которое во многих аспектах похоже на БА. У собак появляется когнитивный дефицит в виде симптомов дезориентации, потери памяти, изменений в поведении. Таким образом, собаки, вероятно, могут стать неплохой моделью для изучения патологического процесса и новых вариантов лечения болезни Альцгеймера.
У собак и людей при деменции сходным образом истончаются извилины головного мозга, расширяются борозды, увеличиваются желудочки и, как следствие, возникает церебральная атрофия. В основе этого процесса как у людей, так и у собак лежат отложение крупных агрегатов и высокая концентрация токсичных белков, в частности, β-амилоида в головном мозге. Они препятствуют правильному функционированию нейронов.
Также имеется сходство в строении белка-предшественника бета-амилоида (БПβА) и ферментов, участвующих в образовании β-амилоида из БПβА. У собак с симптомами деменции, как и у людей, амилоидные бляшки присутствуют в различных областях мозга и в стенках кровеносных сосудов, они могут образовываться еще до появления клинических признаков заболевания.
У собак образование отложений β-амилоида наблюдалось по всему слою серого вещества коры головного мозга, что также характерно для БА человека. Степень отложения, по данным некоторых исследований, коррелирует с выраженностью когнитивного дефицита у собаки и увеличивается в зависимости от возраста животного.
У собак с когнитивными нарушениями наблюдается дегенерация норадренергических нейронов. То же происходит в головном мозге у человека: уже на ранней стадии теряются кортикальные норадренергические нейроны.
Нейродегенеративные заболевания возникают и у других домашних животных: у кошек, лошадей. Диффузные отложения β-амилоида наблюдались в теменной коре дельфинов. Почему же модель деменции собак может больше подходить для исследований? Дело в том, что кроме β-амилоида деменцию могут вызывать и другие белки. К ним относится ТАУ-белок, который также встречается при деменции у собак и в меньшей степени у других животных. Но, самые выраженные проявления, конечно, происходят у человека.
Было предложено несколько причин такой исключительной уязвимости человека к развитию болезни. Во-первых, предрасположенности может возникнуть уже во время эмбрионального развития. Также у человека большой относительный размер головного мозга и большее число циклов деления клеток-предшественников нейронов. Это приводит к нарушению работы генов и развитию БА.
Современные подходы к лечению патологии у людей направлены на помощь людям в поддержании психических функций, управлении и замедлении других симптомов заболевания. Поскольку деменция собак и БА у человека схожи, апробация лекарств для лечения на собаках может стать основой для разработки новых терапевтических средств. Это принесло бы пользу и людям, и собакам.
Текст: Виктория Стацура