Болезнь Альцгеймера — наиболее распространенная форма деменции, которая поражает больше и больше людей с каждым годом. Ученые со всего мира прилагают массу усилий, чтобы понять патогенез и найти лечение.
Используя собственные передовые технологии визуализации, ученые Калифорнийского университета в Сан-Диего поняли, как изменяется метаболизм липидов в мозгу при болезни Альцгеймера. Результаты опубликовали в журнале Cell Metabolism.
Липиды связывают с болезнью Альцгеймера с тех пор, как мы узнали об этом заболевании. Сам Алоис Альцгеймер в 1907 году описывал необычное присутствие жировых отложений в мозге первого человека, которому был поставлен диагноз. С тех пор много внимания уделялось тау-белку и другим белкам. Исследовательская группа решила отойти от мейнстрима и вернулась к липидной составляющей болезни.
Свои эксперименты они построили на SRS-визуализации — методе, который анализирует, как молекулы в образце взаимодействуют с лазерным светом.
В мозге липиды представляют собой крошечные капли, которые контролируют различные процессы, такие как накопление энергии и клеточные реакции на стресс. Эти процессы строго регулируются в здоровом мозге, но при болезни Альцгеймера или подобных заболеваниях метаболизм липидных капель может нарушиться. Хотя ученые понимают, что существует связь между болезнью Альцгеймера и метаболизмом липидов, до сих пор было непонятно, как именно эти факторы влияют друг на друга.
Чтобы ответить на этот вопрос, группа непосредственно исследовала липидные капли в мозге мышей с избытком тау-белка. Они использовали современную платформу визуализации SRS. Эта платформа позволяет делать микроскопические изображения липидных капель внутри клеток без использования химических красителей, которые могут изменить чувствительные молекулы и исказить результаты.
Они выяснили, что липидные капли, обнаруженные в мозге при таупатии, ведут себя, как липиды в стареющем мозге. Микроглия была буквально напичкана жировыми каплями, которые могли появиться как реакция на клеточный стресс, так и быть причиной хронического воспаления из-за перекисного окисления липидов.
Вместо того, чтобы использовать типичный химический краситель для окрашивания липидов, ученые использовали тяжелую воду (где вместо водорода в состав молекулы входит дейтерий), которая, как и обычная вода естественным образом участвует в метаболизме. Этот подход позволяет увидеть расположение и поведение липидных капель внутри клетки, не нарушая их структуру. На фотографии в статье — это белые точки.
Полученные данные направляют вектор усилий ученых на понимание патогенеза заболевания. Если удастся установить причину накопления липидов в микроглии пациентов, страдающих болезнью Альцгеймера, возможно будет найден способ влиять на это звено в развитии заболевания. Это может стать потенциальным способом терапии в будущем.
Текст: Дарья Тюльганова