Аномальный рост кровеносных сосудов в мозге может быть ранним диагностическим признаком когнитивных нарушений
Гендерные различия определяют, как стареет мозг человека, а контрольные биомаркеры в крови могут с большой долей вероятности указывать на когнитивные нарушения и деменцию, согласно новому комплексному исследованию, в котором приняли участие более 500 человек.
Так же, как морщины на коже и обвисание мышц, массивная сеть сосудов человеческого тела может быть остановлена капризами возраста. Действительно, старение может повлиять на сам процесс, посредством которого создаются новые здоровые кровеносные сосуды, что приводит к аномальному ангиогенезу — ненормальному и беспорядочному формированию новой сосудистой сети.
Группа нейробиологов из США и Канады смогла обнаружить различия в старении мозга между мужчинами и женщинами, определив биомаркеры — фрагменты факторов роста кровеносных сосудов — остатки аберрантного ангиогенеза в их крови. Эти ученые предполагают, что больная система ангиогенеза предлагает новую цель для раннего вмешательства против нейродегенеративных расстройств.
«Аберрантный ангиогенез может способствовать развитию когнитивных нарушений», — пишет нейробиолог доктор Абель Торрес-Эспин, ведущий автор нового анализа, опубликованного в журнале Science Translational Medicine .
Многие формы деменции и когнитивных нарушений связаны с аномалиями в мелких сосудах и капиллярах мозга. Сосудистая деменция является ярким примером расстройства мозга, которое развивается как прямое следствие нарушения кровеносных сосудов . Но болезнь Альцгеймера входит в число многих других, которые также характеризуются повреждением сосудистой сети мозга.
С возрастом сосуды могут терять прочность на разрыв, а также уменьшаться в плотности, и это может сопровождаться общим замедлением ангиогенеза. Хотя эти проблемы не становятся всеобъемлющими для многих людей, для некоторых они способствуют необратимым нарушениям мозга.
«С возрастом многочисленные патологии приводят к аномальным кровеносным сосудам по всем калибрам сосудов, от капилляров до крупных сосудов», — заявил Торрес-Эспин. «Патологии, присутствующие в мелких кровеносных сосудах, являются одними из самых коварных и в то же время наиболее распространенных и пагубных последствий старения».
Тем не менее, Торрес-Эспин и его коллеги дают луч надежды: теперь, по их словам, задача состоит в том, чтобы провести дополнительные исследования, чтобы выяснить, как использовать аномальный ангиогенез в качестве мишени для лекарственного воздействия.
В новом исследовании команда изучала визуализацию мозга, клинические данные и маркеры ангиогенеза в крови, включая семейство факторов роста VEGF и их рецепторы. VEGF означает фактор роста эндотелия сосудов. VEGF критически необходим для ангиогенеза и играет центральную роль в стимуляции роста и развития новых кровеносных сосудов.
Существует несколько типов VEGF, которые способствуют ангиогенезу, наиболее известным из которых является VEGF-A, но также VEGF-B, VEGF-C и плацентарный фактор роста, PlGF. Каждый из них имеет немного отличающуюся роль и связывающую способность с рецепторами VEGF.
Связь исполнительной функции с аберрантным ангиогенезом и сосудистым здоровьем. Кредит: Science Translational Medicine (2024). DOI: 10.1126/scitranslmed.adk3118
Исследование выявило два основных пути развития аномалий головного мозга — аберрантный ангиогенез и специфичные для пола закономерности в траекториях факторов роста VEGF в головном мозге.
«Траектории некоторых маркеров ангиогенеза связаны с лучшей исполнительной функцией и меньшей атрофией мозга у молодых женщин, но не у мужчин. Однако эти траектории меняются на противоположные в возрасте 75 лет, что позволяет предположить, что и пол, и возраст являются критическими переменными [для будущих] исследований», — пишет Торрес-Эспин.
«Мы использовали неконтролируемое машинное обучение и линейные модели смешанных эффектов и обнаружили сексуально-диморфные и возрастные связи между маркерами ангиогенеза и результатами старения мозга», — продолжил он.
Исследование показало, что маркеры ангиогенеза были не единственными, которые показали различия в зависимости от пола. Например, около 30% участников были носителями генотипа APOE4 со значительными различиями между мужчинами и женщинами.
APOE4 тесно связан с повышенным риском развития болезни Альцгеймера. В исследовании мужчины представляли более высокую долю носителей APOE4 — 34,2% — по сравнению с 25,6% среди женщин. APOE4 также связан с повышенным уровнем холестерина, особенно липопротеинов низкой плотности, или ЛПНП, так называемой плохой формы соединения, которая дополнительно связана с закупоркой артерий.
В начале исследовательского проекта шкала оценки клинической деменции показала, что 73% участников считались функционально нормальными без признаков когнитивных нарушений или деменции при первом посещении. Однако к концу исследования только 66% считались функционально нормальными. Средний возраст составил 71 год в начале анализа и 77 лет к концу исследования.
Были выявлены статистически значимые различия между мужчинами и женщинами по баллам клинического рейтинга деменции как при первом, так и при последнем посещении. Более высокая доля мужчин имела признаки когнитивных нарушений при обоих посещениях.
«Большинство исследований, посвященных ангиогенезу и когнитивным нарушениям , сосредоточены на модельных организмах», — добавил Торрес-Эспин, доцент Университета Ватерлоо в Онтарио, Канада, имея в виду модели животных. Недавно опубликованное исследование команды сосредоточено на людях, и необходимо больше таких исследований, заявила команда.
Наряду с Университетом Ватерлоо, большая совместная группа ученых-медиков внесла свой вклад в новое исследование из ведущих исследовательских центров, большинство из которых находятся в Соединенных Штатах. Ученые были из Калифорнийского университета в Сан-Франциско; Калифорнийского университета в Дэвисе и Медицинской школы Икана в больнице Маунт-Синай в Нью-Йорке, среди других учреждений.
Торрес-Эспин пришел к выводу, что исследование группы служит моделью для других центров, которые могут проводить аналогичные анализы, поскольку «подход, который мы приняли в этом исследовании, представляет собой план для изучения плазменных биомаркеров сосудистых нейродегенеративных заболеваний, что открывает большие перспективы для будущих диагностических вмешательств и клинических испытаний».