Remiantis Weill Cornell medicinos tyrėjų ikiklinikiniu tyrimu, smegenų imuninės ląstelės, vadinamos mikroglijomis, gali iš dalies suardyti dideles Alzheimerio ligai būdingas amiloidines plokšteles, jas užfiksuodamos, suformuodamos tam tikrą išorinį skrandį ir į erdvę išskirdamos virškinimo fermentus. Išvados galiausiai gali paskatinti gydymą, kuris padidina mikroglijos gebėjimą suskaidyti amiloidines plokšteles.
Tyrimas, paskelbtas m Ląstelių ataskaitosrodo, kad skilimo procesas, vadinamas virškinimo egzofagija, taip pat gali padėti paaiškinti iš pažiūros prieštaringus pranešimus, kad mikroglijos ląstelės gali platinti Alzheimerio ligos apnašas.
Mikroglijos yra valytojai, kurie juda aplink smegenis, sunaudodami mažas ląstelių šiukšles, tokias kaip mikrobai, negyvos ląstelės ir šiukšlės. Jie tai daro apsivyniodami aplink medžiagą ir apvyniodami ją pūslele. Tada pūslelė perneša krovinį į ląstelėje esančią membrana surištą organelę, vadinamą lizosoma, kuri užpildyta virškinimo fermentais.
Tyrėjai įtarė, kad mikroglijos taip pat gali suardyti amiloidines plokšteles, tačiau buvo neaišku, kaip ląstelės galėtų sunaudoti šiuos didžiulius agregatus, kurie yra daug didesni nei jie yra.
„Mes nustatėme, kad ląstelės iš esmės pritvirtina lizosomą prie didelės apnašos ir išstumia fermentus į erdvę, kuri gali virškinti amiloidą“, – sakė Frederickas Maxfieldas, MS '73, Ph.D. '77, Vladimiras Horowitzas ir Wanda Toscanini Horowitz buvo nusipelnęs Weill Cornell medicinos neuromokslų profesorius.
Galvodamas apie tai, kaip mikroglijos gali suvalgyti ką nors labai didelio smegenyse, Maksfieldui priminė makrofagus – imunines ląsteles, atliekančias panašų darbą visame kūne. Ankstesniame darbe jo laboratorija nustatė, kad kai makrofagai patenka į kažką per didelio, kad galėtų apsivynioti, pavyzdžiui, lipoproteinų gumulėlį aterosklerozinėje plokštelėje, jie sudaro tam tikrą išorinį skrandį, kuris po truputį virškina gumulėlį lizosomų fermentais.
Norėdami sužinoti, ar mikroglijos daro tą patį, komanda, kuriai vadovavo Santiago Solé-Domènech, biochemijos tyrimų docentas, ir Rudy Jacquet, Weill Cornell medicinos mokslų mokyklos doktorantas tyrimo metu Maxfield laboratorijoje. , pirmiausia kreipėsi į kultivuotas pelių mikroglijos ląsteles.
Eksperimentų serijoje jie parodė, kad kai viena iš šių ląstelių palietė didelę amiloido plokštelę laboratorinėje lėkštelėje, aplink agregatą susidarė iš dalies sandari erdvė, kaip tai daro makrofagai. „Mikroglijos lizosomos išskyrė savo turinį ir parūgštino regioną, kad suaktyvintų fermentus, kurie virškina amiloido nuosėdas”, – sakė Maxfieldas.
Tada komanda išanalizavo Alzheimerio ligos pelės modelį. Bendraautorė Marie-Ève Tremblay, Viktorijos universiteto profesorė, naudojo elektronų mikroskopiją smegenų mėginiams vaizduoti ir matė mikroglijų ląstelių suformuotas kišenes ant plokštelių, kurios būdingos virškinimo egzofagijai. Ji taip pat pastebėjo lizosomų fermentą erdvėje.
Mikroglijos ardo apnašas, tačiau žinoma, kad jos prisideda prie apnašų susidarymo. Šis paradoksas buvo intriguojantis, ir mokslininkai susimąstė, ar virškinimo egzofagija gali turėti įtakos Alzheimerio apnašų plitimui į kitas smegenų dalis.
Ankstesniuose tyrimuose komanda į kultivuotas mikroglijos ląsteles įkėlė mažesnių apnašų, vadinamų amiloidinėmis fibrilėmis, dalimis. Kai tyrėjai tai padarė, ląstelės ilgai suskaidė jas į vidines lizosomas, ir galiausiai jos išspjovė sunkiai virškinamus gabalus.
Dabartiniame tyrime komanda taip pat apkrovė mikroglijas amiloidinėmis fibrilais, tačiau jie padėjo ląsteles šalia didelių apnašų. „Matėme, kad mikroglijos bandys suvalgyti apnašas iš išorės, bet kadangi jos jau buvo prikrautos amiloidinių fibrilių, jos išskirs šiuos mažesnius gabalėlius link apnašų“, – sakė Sole-Domenech.
Mikroglijos ląstelės gali greitai judėti smegenyse, todėl suvirškinusios apnašas gali lengvai persikelti į kitą vietą. „Taigi, jei mikroglijos ląstelės pradės daryti virškinimo egzofagiją kitam dideliam objektui, jos galėtų išleisti tas amiloidinių fibrilių sėklas į naują sritį“, – sakė Maxfieldas.
Dabar, kai komanda stebėjo virškinimo egzofagiją pelėms, jie įvertins, ar žmogaus ląstelės taip pat naudoja šį procesą. Žmogaus sukeltos pluripotentinės kamieninės ląstelės gali subręsti į daugelio tipų ląsteles, įskaitant mikroglijas, kurios suteiktų mokslininkams galimybę atlikti įvairius eksperimentus.