Международная группа учёных из Франции и Канады совершила прорыв в понимании деменции, установив прямую причинно-следственную связь между нарушением работы митохондрий и когнитивными симптомами нейродегенеративных заболеваний. В исследовании, опубликованном в журнале Nature Neuroscience, описывается, как временное восстановление активности этих «энергетических станций» клеток улучшило память у мышей с моделями деменции. Это открытие меняет представление о том, что митохондриальная дисфункция — не просто следствие болезни, а один из её движущих факторов. Причём этот механизм актуален не только для деменции: митохондриальная дисфункция также играет ключевую роль в болезни Паркинсона, боковом амиотрофическом склерозе, болезни Хантингтона и некоторых формах наследственных атаксий.
Для эксперимента учёные создали уникальный инструмент — искусственный рецептор mitoDreadd-Gs, который позволяет временно усиливать активность митохондрий в мозге. Когда этот рецептор активировали у мышей, уровень митохондриальной энергии возвращался к норме, а показатели памяти заметно улучшались. «Эта работа впервые демонстрирует, что нарушение работы митохондрий может быть первопричиной нейродегенерации», — пояснил Джованни Марсикано, руководитель исследования из французского института Inserm. Впрочем, стоит учитывать, что мышей используют из-за генетического сходства с человеком и короткого жизненного цикла, однако у них не развивается полная клиническая картина деменции, а сложные когнитивные нарушения, характерные для людей, отсутствуют, а их иммунная и метаболическая системы сильно отличаются, что в некоторой степени снижает прогностическую ценность результатов.
Нейроны особенно зависимы от митохондрий — им требуется огромное количество энергии для передачи сигналов и формирования воспоминаний. Когда митохондрии работают плохо, мозг начинает давать сбои: ухудшается связь между клетками, возникают проблемы с памятью и мышлением. При болезни Альцгеймера такие нарушения наблюдаются задолго до гибели нейронов, но до сих пор не было ясно, является ли это причиной или следствием заболевания.
Новое исследование смещает фокус внимания с традиционных маркеров деменции — амилоидных бляшек и тау-белков — на энергетический метаболизм и клеточный стресс. «Эти результаты ещё предстоит расширить, но они позволяют лучше понять ключевую роль митохондрий в работе нашего мозга», — отметил соавтор исследования Этьен Эбер Шатлен из Университета Монктона. Учёные подчёркивают, что разработанный инструмент поможет выявить молекулярные механизмы болезни и определить новые мишени для терапии.
Следующий шаг — проверить, сможет ли долгосрочная стимуляция митохондрий не просто улучшать симптомы, но и замедлять потерю нейронов. «Сейчас мы пытаемся измерить эффект непрерывной активации — сможет ли она отсрочить или предотвратить гибель клеток», — рассказал Луиджи Беллоккьо, ещё один участник исследования из Inserm. Это крайне важно, ведь результаты показывают, что проблемы с памятью могут быть связаны с истощением энергии у живых нейронов, а не только с их гибелью.
Открытие вселяет надежду: если учёные научатся «перезаряжать» митохондрии, это может привести к принципиально новым стратегиям борьбы с деменцией. Вместо того чтобы бороться только с последствиями болезни, будущие методы лечения могут быть направлены на восстановление энергетического баланса мозга. Это принципиально отличается от современных подходов, включающих симптоматическую терапию ингибиторами холинэстеразы и мемантином, а также недавно одобренные антиамилоидные моноклональные антитела, направленные на замедление прогрессирования. Восстановление митохондрий воздействует на фундаментальный клеточный механизм — энергетический метаболизм и апоптоз, что потенциально позволяет влиять на более широкий спектр патологических процессов. Хотя до клинического применения ещё далеко, это исследование открывает новый многообещающий путь в нейробиологии — путь, где ключ к здоровому старению лежит в крошечных клеточных электростанциях.
Источник: Scientists reversed memory loss by recharging the brain’s tiny engines