Эксперименты подтверждают связь между отложениями амилоида в головном и костном мозге
Недавнее исследование, проведенное группой ученых из Медицинской школы Университета Джонса Хопкинса на стареющих мышах, предоставило, как считается, первое доказательство того, что частицы белка бета-амилоида (небольшого липкого фрагмента белка, обнаруживаемого у людей с болезнью Альцгеймера (БА)) накапливаются в костном мозге животных, хотя и не в той же форме, что крупные плотные бляшки, обнаруживаемые в мозге людей с болезнью Альцгеймера.
«Хотя накопление амилоида было обнаружено в органах за пределами мозга, таких как сердце, почки и нервы, остается неясным, образуются ли подобные отложения в костях или костном мозге с возрастом или при болезни Альцгеймера», — говорит автор исследования Мэй Вань, доктор философии, профессор кафедры ортопедической хирургии.
«Хотя мозговой амилоид широко изучался на предмет его роли в потере памяти и нейродегенерации, гораздо меньше известно об амилоиде в других частях организма. Фактически, почти ничего не известно о том, образуется ли амилоид в скелете или как он может способствовать возрастной потере костной массы ».
Болезнь Альцгеймера (БА) в первую очередь связана с избыточным образованием амилоидных бляшек в головном мозге. Остеопороз — это заболевание костей, характеризующееся низкой минеральной плотностью костной ткани и повышенным риском переломов. Недавние исследования показывают, что эти два возрастных состояния могут быть связаны, и учёные начинают выявлять общие причины их возникновения.
Результаты исследования, опубликованные в журнале Nature Aging , расширяют научное понимание давно предполагаемых схожих биологических процессов, которые могут быть задействованы при остеопорозе (одной из форм потери костной массы) и деменции при болезни Альцгеймера, утверждают исследователи. Работа также может открыть новые потенциальные цели для предотвращения или лечения потери костной массы.
Накопление амилоида провоцируется жировыми клетками костного мозга, известными как адипоциты костного мозга (BMAds), и секретируемым ими белком SAP/PTX2 у пожилых мышей и мышей с болезнью Альцгеймера. Эти амилоидные отложения повреждают клетки, участвующие в формировании костной ткани (остеобласты), и активируют клетки, разрушающие костную ткань (остеокласты), что приводит к потере костной массы. В предыдущих моделях на мышах было показано, что удаление стареющих BMAds или блокирование SAP/PTX2 значительно снижает накопление амилоида и восстанавливает здоровье костей.
В этом исследовании самцы и самки мышей в возрасте от 4 до 24 месяцев содержались в помещении с контролируемой температурой, с постоянным доступом к пище и воде, и подвергались 12-часовому циклу света и темноты. Исследователи добавили в питьевую воду мышей в возрасте 18 месяцев препарат в концентрации 5 мг/мл и изучили влияние CPHPC на возрастную потерю костной массы.
CPHPC (также известный как Miridesap) — это низкомолекулярное соединение, изначально разработанное для лечения амилоидоза — редкого заболевания, характеризующегося накоплением амилоидных белков. Контрольной группе мышей в возрасте 4, 9, 22 и 24 месяцев давали ту же дозу воды без препарата CPHPC.
Высокоразрешающая визуализация бедренных и большеберцовых костей выявила амилоидные фибриллы , образующие кольцевые структуры вокруг BMAD у старых мышей и у мышей, генетически модифицированных для развития болезни Альцгеймера. Было обнаружено, что скопления амилоида, вызванные SAP/PTX2, усиливают потерю костной массы.
Результаты исследования также показали, что CPHPC успешно истощил SAP/PTX2 и обратил вспять ухудшение состояния костей у пожилых мышей, что предполагает новую многообещающую терапевтическую стратегию лечения остеопороза у пожилых людей, которая будет направлена на устранение стареющих жировых клеток или белков, стимулирующих образование амилоида.
Ван добавляет: «Наше исследование, по нашему мнению, является первым, показавшим, что вредные амилоидные волокна (фибриллы Aβ) накапливаются в костном мозге пожилых мышей. Мы также обнаружили, что жировые клетки в костном мозге выделяют белок SAP/PTX2, который играет важную роль в запуске процесса накопления амилоида и повреждении костей».
«Эти результаты раскрывают новую связь между потерей костной массы и риском развития деменции и могут открыть путь к новым исследованиям того, как защита здоровья костей может также способствовать защите функции мозга».
Это открытие открывает возможность для разработки новых методов лечения, направленных на борьбу со старением костей и остеопорозом, связанным с болезнью Альцгеймера, путем сосредоточения внимания на устранении стареющих жировых клеток или белков, стимулирующих образование амилоида.