Ученые из Кембриджа и Лидса успешно устранили возрастную потерю памяти у мышей и говорят, что их открытие может привести к разработке методов лечения, предотвращающих потерю памяти у людей с возрастом.
В исследовании, опубликованном 22 июля 2021г в журнале “Молекулярная психиатрия”, команда исследователей показывает, что изменения во внеклеточной матрице мозга – «леса» вокруг нервных клеток – приводят к потере памяти в старости, но это можно исправить с помощью генетических методов лечения.
Недавно появились данные о роли перинейрональных сетей (PNN) в нейропластичности – способности мозга учиться и адаптироваться – и создавать воспоминания. Перинейрональные сети представляют собой хрящевидные структуры, которые в основном окружают тормозящие нейроны в головном мозге. Их основная функция – контролировать уровень пластичности мозга. Они появляются у людей примерно в возрасте пяти лет и отключают период повышенной пластичности, в течение которого оптимизируются связи в мозге. Затем пластичность частично отключается, что делает мозг более эффективным, но менее пластичным.
Перинейрональные сетеи содержат соединения, известные как сульфаты хондроитина. Некоторые из них, такие как хондроитин-4-сульфат, подавляют действие сетей, подавляя нейропластичность; другие, такие как хондроитин-6-сульфат, способствуют нейропластичности. С возрастом баланс этих соединений изменяется, а уровень хондроитин-6-сульфата снижается, поэтому наша способность учиться и формировать новые воспоминания изменяется, что приводит к возрастному ухудшению памяти.
Исследователи из Кембриджского и Лидского университетов изучали, может ли изменение состава хондроитинсульфата в перинейрональных сетях восстановить нейропластичность и облегчить возрастной дефицит памяти.
Для этого команда исследовала 20-месячных мышей, которые считаются очень старыми, и с помощью набора тестов показала, что у мышей наблюдается дефицит памяти по сравнению с шестимесячными мышами.
Например, в одном из тестов было проверено, распознают ли мыши объект. Мышь была помещена в начало Y-образного лабиринта и оставлена для исследования двух идентичных объектов на концах двух рукавов. Через некоторое время мышь снова была помещена в лабиринт, но на этот раз одна рука содержала новый объект, а другая – копию повторяющегося объекта. Исследователи измерили количество времени, которое мышь потратила на изучение каждого объекта, чтобы узнать, запомнила ли она объект из предыдущего задания. Более старые мыши значительно хуже запоминали объект.
Команда лечила стареющих мышей с помощью «вирусного вектора», вируса, способного восстанавливать количество 6-сульфат-хондроитинсульфатов в перинейрональных сетях, и обнаружила, что память полностью восстановилась у старых мышей до уровня, аналогичного тому, который наблюдается у более молодых мышей.
Чтобы изучить роль хондроитин-6-сульфата в потере памяти, исследователи вывели мышей, подвергшихся генетическим манипуляциям, так чтобы они могли вырабатывать только низкие уровни соединения,для имитирования изменений в старости. Уже даже на 11 неделе у этих мышей наблюдались признаки преждевременной потери памяти. Однако повышение уровня хондроитин-6-сульфата с использованием вирусного вектора восстановило их память и пластичность до уровней, аналогичных здоровым мышам.
Профессор Джеймс Фосетт из Центра восстановления мозга Джона ван Геста при Кембриджском университете сказал: «Что интересно в этом, так это то, что, хотя наше исследование проводилось только на мышах, тот же механизм должен действовать и у людей – клетки и структуры мозга в человеческом организме такие же, как у грызунов. Это говорит о том, что можно предотвратить развитие потери памяти у людей в старости ».
Команда уже определила потенциальное лекарство, лицензированное для использования человеком, которое можно принимать внутрь и которое подавляет образование перинейрональных сетей. Когда это соединение вводят мышам и крысам, оно может восстановить память при старении, а также улучшить восстановление после травмы спинного мозга. Теперь исследователи изучают, сможет ли это помочь облегчить потерю памяти на животных моделях болезни Альцгеймера.
В целом результаты этого исследования демонстрируют механизм потери памяти в пожилом мозге и указывают на то, что лечение, направленное на перинейрональные сети, может улучшить дефицит памяти, связанный со старением.
Sujeong Yang et al, Chondroitin 6-sulphate is required for neuroplasticity and memory in ageing, Molecular Psychiatry (2021). DOI: 10.1038/s41380-021-01208-9
Образование:
1) Факультет русской филологии МГОУ (бакалавриат).
2) Факультет журналистики МПГУ (магистратура).
Главный автор статей на mednews.press