Болезнь Альцгеймера: лечение мозга с помощью светотерапии

Луч светаMedicakNewsToday, 7 мая 2019 года

Ранее исследователи показали, что один из видов световой терапии может уменьшить токсичные белки, которые накапливаются в мозге при болезни Альцгеймера. Теперь та же команда учёных определила, что происходит при этом лечении в мозге на клеточном уровне.    

В 2016 году ученые из Массачусетского технологического института (MIT) обнаружили, что мерцающий свет, направленный в глаза лабораторных мышей, может уменьшить накопление токсичных амилоидных и тау протеинов, возникающих в мозге при болезни Альцгеймера.

Световая терапия нормализует форму мозговых волн, называемых гамма-колебаниями, которые, как показывают исследования, нарушены у людей с болезнью Альцгеймера.

Совсем недавно учёные Массачусетского технологического института показали, что сочетание световой и звуковой терапий ещё более расширяет полезные эффекты.

Эти исследования также показали, что светотерапия может улучшить память у лабораторных мышей, генетически предрасположенных к развитию болезни Альцгеймера, и пространственную память у мышей старшего возраста без заболеваний.

Последнее исследование, которое в настоящее время публикуется в журнале Neuron, показало, что усиление гамма-колебаний может улучшить связь между нервными клетками, уменьшить воспаление и предотвратить гибель клеток у мышей с болезнью Альцгеймера.

Кроме того, далеко идущие эффекты лечения захватывают не только нервные клетки (нейроны), но и микроглии (вид иммунных клеток).

Старший автор исследования Ли-Хуэй Цай, профессор нейробиологии и директор Института Пикауэра в Массачусетском технологическом институте, сказал, что в результате использования светотерапии «нейродегенерация у        лабораторных животных в значительной степени предотвращена».

Болезнь Альцгеймера и токсичные белки

Болезнь Альцгеймера – это состояние, которое постепенно разрушает ткани мозга и связанные с ними функции в результате необратимой потери клеток.

Отчет по болезни Альцгеймера (Alzheimer’s Disease International), опубликованный в 2018 году, показывает, что 50 миллионов человек во всем мире страдают деменцией, и для двух третей из них причиной стала болезнь Альцгеймера.

Хотя некоторые методы лечения могут на время замедлить симптомы этой болезни, ни один из них пока не может вылечить это заболевание.

У людей с болезнью Альцгеймера мозг начинает медленно изменяться, и проходит много времени, прежде чем они испытают первые симптомы деменции. Такие симптомы включают трудности с мышлением и запоминанием.

В частности, развитие болезни Альцгеймера сопровождается двумя изменениями в мозге: развитие токсических отложений – бляшек бета-амилоидного белка между нервными клетками и образование токсических клубков тау-белка внутри клеток.

Проф. Цай и ее коллеги объясняют, что у людей с этой болезнью также наблюдается другое изменение в мозге: «пониженная мощность колебаний в гамма-диапазоне частот».

Ученые предположили, что гамма-колебания являются видом мозговых волн, важных для таких функций, как память и внимание.

В своей ранней работе исследователи показали, что воздействие света, мерцающего со скоростью 40 циклов в секунду (герц), стимулирует гамма-колебания в зрительной коре головного мозга у мышей.

Добавление звуковых тонов с одной и той же частотой усилило эффект светотерапии, уменьшающий бляшки, и расширило его за пределы зрительной коры в гиппокамп и некоторые участки префронтальной коры.

Гамма-колебания от обоих методов лечения также привели к улучшению функции памяти у мышей с болезнью Альцгеймера.

Замечательный уровень нейропротекции

Занимаясь новым исследованием, учёные решили узнать больше об основных механизмах, которые привели к этим полезным результатам.

Для этого они использовали две мышиные модели болезни Альцгеймера: Tau P301S и CK-p25. Проф. Цай говорит, что оба типа мышей теряют гораздо больше нервных клеток, чем модель, которую они использовали в более ранних исследованиях по лечению светотерапией.

Мыши Tau P301S продуцируют мутантный белок тау, который образует клубки внутри клеток, такие как те, которые встречаются внутри клеток мозга людей с болезнью Альцгеймера. Мыши CK-p25 продуцируют белок, называемый p25, который вызывает «тяжелую нейродегенерацию».

Учёные увидели, что ежедневная световая терапия, которая началась до ожидаемого начала нейродегенерации, дала замечательные эффекты на обоих типах мышей.

У мышей Tau P301S, получивших 3 недели лечения светом, не было признаков дегенерации нейронов, а такие же мыши, но не прошедшие обработку светом, потеряли 15–20% нейронов.

Различия в активности генов

Исследователи также изучили генные изменения у обработанных и необработанных мышей.

Они обнаружили, что нервные клетки не обработанных светом мышей обладали пониженной активностью в генах, которые восстанавливают ДНК, и в тех генах, которые помогают управлять связями между нервными клетками.

С другой стороны, обработанные мыши проявляли большую активность в отношении этих генов.

Кроме того, учёные увидели, что у обработанных мышей было больше связей между нервными клетками, и что они действовали более согласованно.

Ученые также исследовали активность генов в микроглиях (иммунных клетках), которые помогают убрать клеточные отходы и другие остатки в мозге.

Эти исследования показали, что гены, способствующие воспалению, были более активными у мышей, которые не получали световой терапии. Однако обработанные мыши показали заметную недостаточную активность в отношении этих генов. Они также показали повышенную активность в генах, которые влияют на способность микроглии перемещаться.

Авторы исследования объясняют, что эти результаты говорят о том, что светотерапия усиливает способность микроглий справляться с воспалением и повышает их способность убирать отходы, включая дефектные белки, которые могут накапливаться с образованием токсичных бляшек и клубков.

Профессор Цай напоминает нам, что на один важный вопрос до сих пор нет ответа: каким образом гамма-колебания мозга вызывают эти различные формы его защиты?

Возможно, эти колебания вызывают какие-то изменения внутри нервных клеток. Профессор Цай говорит, что, скорее всего, нервные клетки сами являются «основными регуляторами».

«Многие люди спрашивали меня, являются ли микроглии наиболее важным типом клеток в этом полезном эффекте, но если честно, мы пока этого не знаем».

Автор перевода:   admin

Яндекс.Метрика

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.