Старые клетки вредят мозгу

Состарившиеся служебные клетки нервной ткани заставляют нейроны травить себя патогенным белком.

Когда клетка стареет, она не только начинает хуже выполнять свои функции, она также портит жизнь окружающим. В частности, она выделяет наружу ферменты, расщепляющие белки, и молекулярные сигналы, стимулирующие воспаление.

А воспаление, как известно, это не только когда мы поранили палец и он покраснел, это довольно сложная иммунная реакция, которая работает как оружие против инфицированных тканей, но, как и любое оружие, чревато побочными эффектами для здоровых клеток. Если воспаление начинается просто так, без видимой причины, оно может сильно испортить жизнь, повышая шансы разных болезней. И потому от старых клеток, как фактора воспаления, стоило бы избавиться.

Мы неоднократно писали о том, что чистка от старых клеток идет организму только на пользу. Например, чем меньше в организме остается старых клеток, тем меньше вероятность, что в кровеносных сосудах появятся атеросклеротические бляшки, и в целом такая процедура позволяет значительно продлить жизнь – по крайней мере, подопытным мышам.

Однако и у мышей, и у нас существует масса клеточных разновидностей, и все эти клетки живут и работают в собственных условиях. И можно предположить, что старение проявляется по-разному и приводит к разным последствиям в зависимости от того, какие именно клетки стареют.

Исследователи из клиники Мэйо пишут в Nature о том, как стареющие клетки мозга становятся причиной синдрома Альцгеймера и фронтотемпоральной деменции. Как известно, синдром Альцгеймера относится к нейродегенеративным заболеваниям, в которых большую роль играют особые белки, накапливающиеся в нервной ткани и вызывающие гибель нейронов. В случае синдрома Альцгеймера таких белков два: тау-белок и бета-амилоид. Мутантный тау-белок, кроме того, связан и с фронтотемпоральной деменцией.

Когда мышей снабжали мутантным геном человеческого тау-белка, в их мозге активировались гены, которые обычно особенно активно работают в стареющих клетках. Но старели при этом не нейроны, которые синтезировали тау, а другие клетки нервной ткани – астроциты и клетки микроглии. Астроциты поддерживают жизнедеятельность нейронов, но они не просто клетки-«няньки», они также вмешиваются в проведение нервных импульсов. Микроглия же выполняет иммунные функции, очищая нервную ткань от патогенов и молекулярно-клеточного мусора.

С возрастом в астроцитах и микроглиальных клетках «старческие» гены работали все активнее, и в конце концов в мозге появлялись так называемые нейрофибриллярные клубки – отложения тау-белка. Такие отложения считаются одним из главных признаков нейродегенеративных процессов: огромные белковые комплексы оказываются токсичные для нейронов.

Однако оказалось, что тау-белок не сам по себе выпадает в осадок – сначала он провоцирует старение в обслуживающих клетках нервной системы, а уже потом эти состарившиеся клетки губят нейроны, причем губят тем, что заставляют нейроны формировать из тау-белка токсичные комплексы. Когда мозг мышей с мутантным тау-белком очищали от старых клеток, то, несмотря на тау, в нервной ткани не появлялось патогенных белковых отложений, нейроны не умирали, мозг не портился и когнитивные способности мышей не ухудшались.

Конечно, тут еще предстоит выяснить, какими именно сигналами обмениваются друг с другом нейроны и постаревшие служебные клетки; кроме того, описанные эксперименты ставили все-таки на мышах, и, как обычно, тут нужно будет проверить, как все эти процессы происходят в мозге человека. Однако о каких-нибудь средствах, позволяющих быстро и эффективно избавить человеческий организм от старых клеток, будь то в мозге или где еще, можно начинать думать уже сейчас.

По материалам Nature