Учёные выяснили, почему болезнь Альцгеймера сначала атакует центр памяти мозга

Исследователи проследили истоки болезни Альцгеймера до стрессовых митохондрий и перегрузки кальцием в цепях памяти, что даёт ключи к пониманию того, как начинается заболевание. Credit: Shutterstock

Одной из первых частей мозга, поражаемых болезнью Альцгеймера, является энторинальная кора — область, которая играет важную роль в памяти, пространственной навигации и внутренней системе картографирования мозга.

При поддержке Фонда исследований болезни Альцгеймера и связанных с ней заболеваний Содружества Вирджинии (ARDRAF) учёные Шэрон Свэнгер и Шэннон Фаррис из Биомедицинского исследовательского института Фралина при VTC работают над пониманием того, почему эта область особенно уязвима.

Свэнгер изучает, как клетки мозга взаимодействуют через синапсы в восприимчивых к болезням нейронных цепях, в то время как Фаррис сосредотачивается на том, как различные цепи в центре памяти мозга функционируют на молекулярном уровне. Их пересекающийся опыт сделал сотрудничество естественным.

«Мы обе уже некоторое время изучаем, как цепи различаются на молекулярном уровне, — сказала Свэнгер, доцент исследовательского института. — Этот новый совместный проект объединяет мою работу над синапсами и исследования Шэннон над митохондриями таким образом, что позволяет заполнить большой пробел в области изучения болезни Альцгеймера».

«Такая поддержка на уровне штата имеет решающее значение, — сказал Фаррис. — Она даёт исследователям в Вирджинии возможность задавать вопросы, которые в конечном итоге могут изменить ситуацию для людей, живущих с болезнью Альцгеймера. Быть частью исследований, которые могут помочь людям, столкнувшимся с этим путешествием, очень значимо».

Ключевым направлением их исследований являются митохондрии — крошечные структуры внутри клеток мозга, которые обеспечивают энергию, необходимую для различных клеточных функций в нейронах, включая синаптическую передачу. При болезни Альцгеймера митохондрии перестают правильно работать в ходе заболевания.

Фаррис и Свэнгер исследуют, могут ли митохондрии в уязвимой цепи, связанной с памятью, перегружаться кальцием — ключевым сигнальным химическим веществом для множества нейрональных и синаптических процессов. Эта перегрузка может способствовать раннему разрушению цепей памяти.

«Связь между этими клетками — одна из первых, которая выходит из строя при болезни Альцгеймера, — сказал Фаррис. — Мы обнаружили, что у этого синапса необычно сильные сигналы кальция в близлежащих митохондриях — настолько сильные, что мы можем чётко видеть их под световым микроскопом. Такие сигналы трудно игнорировать. Это даёт нам модель, в которой мы можем действительно наблюдать за тем, что происходит, когда всё начинает идти не так».

Чтобы проверить свою гипотезу, исследователи будут изучать ткани мозга здоровых мышей и мышей с определёнными аспектами патологии Альцгеймера. Сравнивая, как функционируют митохондрии и как клетки мозга взаимодействуют через синапсы в каждой группе, они надеются найти ранние признаки стресса или сбоя в цепи энторинальная кора-гиппокамп.

Свэнгер и Фаррис являются членами Центра нейробиологических исследований Биомедицинского исследовательского института Фралина, а также преподавателями кафедры биомедицинских наук и патобиологии Вирджиния-Мэрилендского колледжа ветеринарной медицины.

Источники:

Материалы предоставлены Вирджинским политехническим институтом.