- Костный мозг содержит стволовые клетки, которые производят многие типы клеток крови, необходимые нашей иммунной системе.
- Разнообразие этих клеток крови уменьшается с возрастом, и считается, что это способствует некоторым аспектам старения.
- Исследователи в Китае пересадили костный мозг более старым мышам, моделирующим болезнь Альцгеймера, от более молодых моделей мышей, и обнаружили, что трансплантаты обратили вспять некоторые признаки старения и накопления бета-амилоида.
- Это также улучшило когнитивные способности мышей.
Мыши, получившие трансплантацию костного мозга от более молодых мышей в рамках недавнего исследования, имели более низкие уровни многих признаков старения мозга.
У них не только был более низкий уровень дегенерации нейронов, но также было меньше поведенческих нарушений и более низкие уровни бета-амилоида, пептида, который характеризует болезнь Альцгеймера, в мозгу.
Исследователи из Третьего военно-медицинского университета Чунцина (Китай) выдвинули гипотезу, что молодые гемопоэтические стволовые клетки, стволовые клетки костного мозга, которые производят различные типы клеток крови, могут помочь противостоять некоторым признакам старения при трансплантации более старым мышам.
Их результаты появляются в Достижения науки.
Почему трансплантация костного мозга может помочь при болезни Альцгеймера?
Исследователи решили изучить этот путь, потому что
Стволовые клетки с мутациями, которые способствуют пролиферации, доминируют в популяции стволовых клеток, тем самым уменьшая ее общее разнообразие.
Это оказывает особое влияние на разнообразие иммунных клеток, которые может производить организм, и некоторые исследователи полагают, что это может быть одной из причин, почему пожилые люди с меньшей вероятностью могут предотвратить инфекцию.
В данном случае исследователи изучили влияние трансплантации костного мозга на мозг и маркеры болезни Альцгеймера.
Это актуально, поскольку болезнь Альцгеймера является болезнью старения, сказал Ризван Башир, доктор медицинских наук, невролог из Acia Orthopedics, не участвовавший в текущем исследовании. Медицинские новости сегодня.
Он объяснил:
«Болезнь Альцгеймера – это преимущественно болезнь старения, поскольку она тесно связана с биологическими изменениями, которые происходят по мере того, как мы становимся старше. С возрастом происходит естественное снижение функций мозга из-за накопления клеточных повреждений, окислительного стресса и снижения эффективности удаления метаболических отходов».
«Это прогрессивное снижение может привести к накоплению бета-амилоидных бляшек и тау-клубков, которые являются отличительными чертами болезни Альцгеймера. Более того, способность мозга к самовосстановлению с возрастом уменьшается, что делает его более восприимчивым к нейродегенеративным процессам», — продолжил он.
Трансплантация костного мозга поможет остановить старение мозга?
Чтобы исследовать взаимосвязь между возрастом гемопоэтических стволовых клеток и старением мозга, а также может ли трансплантация костного мозга восстановить их, исследователи использовали 9- и 2-месячных мышей, которые были генетически модифицированы для моделирования болезни Альцгеймера.
Они сформировали две группы 9-месячных мышей и сделали одной группе трансплантаты костного мозга от 2-месячных мышей, а контрольной группе — трансплантаты костного мозга от других 9-месячных мышей.
Сначала они сравнили экспрессию генов у пожилых и молодых мышей и выявили ряд возрастных генов, активность которых у пожилых мышей либо повышалась, либо понижалась.
Пути старения с повышающей регуляцией, выявленные у старых мышей, обычно были связаны с функцией митохондрий, а пути старения с пониженной регуляцией обычно были связаны с эпигенетической регуляцией и иммунными процессами.
Дисфункции митохондрий, так называемых электростанций клетки, связаны с болезнью Альцгеймера, а также определенные эпигенетические изменения, которые представляют собой изменения в экспрессии генов, вызванные окружающей средой и факторами образа жизни человека.
В конечном итоге исследователи обнаружили, что экспрессия этих генов восстанавливается после трансплантации костного мозга. Т-клетки и моноциты, два типа иммунных клеток, больше всего пострадали от трансплантации костного мозга.
Исследователи также сравнили экспрессию 45 генов, наиболее подверженных риску болезни Альцгеймера, в различных типах иммунных клеток.
Они обнаружили, что 10 главных генов риска болезни Альцгеймера были дифференциально экспрессированы в типе лейкоцитов, называемом моноцитами, у старых мышей, а трансплантация молодого костного мозга обратила вспять эти изменения экспрессии.
В частности, трансплантация костного мозга восстановила способность моноцитов устранять накопление бета-амилоида, снижая уровни бета-амилоида в мозге и плазме у 9-месячных мышей, которым пересадили костный мозг из костного мозга более молодых мышей.
У этих мышей также наблюдалась меньшая степень нейровоспаления (воспаления головного мозга) и потери нейронов (клеток головного мозга). Кроме того, поведение, связанное с когнитивными способностями, улучшилось у старых мышей после трансплантации костного мозга.
Каковы этические проблемы?
Об этом рассказал Закари Харванек, доктор медицинских наук, преподаватель психиатрии в Йельском университете, который занимается исследованием старения и не принимал участия в исследовании. МНТ что трансплантация костного мозга, по-видимому, оказала влияние на весь организм.
«Похоже, что трансплантация молодого костного мозга улучшает функцию иммунной системы как системно, так и в мозге. Иммунная система, по-видимому, играет важную роль в очистке головного мозга от бляшек, которые являются признаками болезни Альцгеймера, и это исследование предполагает, что трансплантация костного мозга может помочь очистить эти бляшки, омолаживая иммунную систему», — отметил он.
Попытка перенести эту процедуру на людей чревата этическими проблемами, предупредил Харванек, отметив, что «с учетом того, что мы знаем сейчас, проведение трансплантации костного мозга здоровым людям с целью исследования профилактики заболеваний, связанных со старением, слишком рискованно». .“
«Использование молодых аллогенных доноров для предлагаемых вмешательств по проблемам старения, таких как гетерохронный парабиоз или трансплантация костного мозга, было бы чревато этическими проблемами в отношении справедливости и эксплуатации, вызывая в воображении антиутопические образы будущего «вампиров-миллиардеров», получающих молодую кровь или костный мозг для сохранить себя молодыми», — сказал исследователь.
«Один из способов избежать этого — использовать гетерохронные аутологичные трансплантаты, то есть брать кровь или костный мозг из более раннего возраста, а затем пересаживать их обратно себе, что может дать аналогичный эффект. Однако, если исследования смогут выявить конкретные аспекты этих трансплантатов, влияющие на процесс старения (например, белки сыворотки крови, по-видимому, играют важную роль при гетерохронном парабиозе), тогда преимущества можно будет получить вообще без трансплантации. В обоих этих сценариях риск эксплуатации будет уменьшен, хотя важные этические проблемы, касающиеся доступа к лечению, все равно останутся».
– Закари Харванек, доктор медицинских наук, доктор философии
Тем не менее, несмотря на наличие рисков, трансплантация костного мозга была четко определенным и в конечном итоге безопасным методом лечения для людей, которые нуждались в ней для лечения болезней, признал Харванек.