В чем причина нарушения работы нейронных сетей в мозге при болезни Альцгеймера: нейровоспаление или накопление β-амилоида?
Согласно новым данным, опубликованным в издании Molecular Psychiatry, нейровоспаление при болезни Альцгеймера (БА) нарушает функционирование нейронных сетей вне зависимости от накопления β-амилоида (Aβ). Выводы ученых еще больше открывают завесу тайны над механизмом, посредством которого нейровоспаление влияет на нарушение когнитивных функций при БА.
В ходе предыдущей работы авторам удалось установить, что нейровоспаление играет крайне важную роль в дегенеративных процессах, протекающих в нервной ткани при БА, а также что нарушение работы нейронных сетей связано с когнитивными нарушениями. Однако влияние нейровоспаления на плотность нейронных связей изучено не до конца. Целью нового исследования, возглавляемого Полом Эдисоном, было проверить гипотезу о том, что активация микроглии при БА нарушает плотность нейронных связей в головном мозге.
Исследователи воспользовались ПЭТ (позитронно-эмиссионной томографией) с 11CPBR28 (лиганд для ПЭТ) и 18F-флутеметамолом (радиофармпрепарат) для определения степени активности микроглии и накопления Aβ. Групп исследования было три: 14 испытуемых — с БА, 12 — с легкими когнитивными нарушениями и 16 здоровых людей. Для оценки структуры нейросетей была использована Т1-взвешенная и диффузионно-тензорная МРТ, а функциональная МРТ в состоянии покоя предоставила данные о функционале нейросетей.
На основании результатов, полученных от испытуемых, у которых выявлено накопление Aβ, был выполнен анализ канонических разреженных корреляций между значениями фракционной анизотропии (ФА) — степенью диффузионного напряжения целостности белого вещества головного мозга — и поглощением ПЭТ-радиофармпрепарата. Между поглощением 11CPBR28 и ФА наблюдалась отрицательная корреляция, однако никакой значительной корреляционной зависимости между поглощением 18F-флутеметамола и ФА не выявлялось. Это наблюдение подтверждает, что негативное влияние на структурную целостность нейронных сетей при БА оказывает нейровоспаление, а не степень накопления Aβ.
В своей статье ученые объясняют, что при использовании 11CPBR28 и 18F-флутеметамола информация о поглощении последнего не способствовала повышению соответствия модели разным степеням ограничений разреженности [визуализации]. Согласно наблюдению исследователей, влияние нейровоспаления на структуру нейросетей не зависит от накопления Aβ.
Анализируя данные функциональной МРТ от испытуемых с накоплением Aβ, ученые обнаружили, что между поглощением 11CPBR28 и локальной эффективностью функционирования нейросетей наблюдается отрицательная корреляция. Однако подобной корреляции между поглощением этого радиофармпрепарата и общей эффективностью работы нейросетей мозга или каких-то его областей не было.
Напротив, поглощение 18F-флутеметамола не коррелировало ни с одним топологическим показателем функционала сетей. Это свидетельствует о том, что с нарушением функции нейросетей связано нейровоспаление, а не накопление Aβ.
Эдисон отмечает, что выводы ученых, особенно в сочетании с более ранними результатами, подтверждают концепцию системного повреждения ткани мозга в рамках хронического процесса БА, при котором накопление и отложение Aβ может быть пусковым фактором нейровоспаления, что непосредственно приводит к структурному и функциональному повреждению нейронных сетей. Параллельно также протекают процессы гиперфосфорилирования отложений тау-белков. Исследование подчеркивает ведущую роль провоспалительного фенотипа микроглии.
«Между поглощением 11CPBR28 и локальной эффективностью работы нейронных сетей наблюдается отрицательная корреляция»
Новые результаты не только дают полезные сведения о патофизиологии БА, но и подчеркивают возможность того, что прицельное воздействие на нейровоспаление может стать ключом к лечению этого заболевания.
