Исследование болезни Альцгеймера

12 сентября 2022 года в журнале Cell Reports Medicine вышла статья о создании породы свиней для исследования болезни Альцгеймера. Получение и использование животных моделей является важным инструментом, способствующим лучшему пониманию патологии, открытию новых возможностей профилактики, лечения тяжелых неврологических расстройств.

Ученые из Дании, Нидерландов, Германии генетически модифицировали мини-свиней, используя технологию редактирования генов CRISPR-Cas9 («молекулярные ножницы»). Полученные животные имеют поврежденный ген SORL1, мутации которого ответственны за 2-3% случаев раннего начала болезни Альцгеймера у людей. Исследование показало, что из-за изменения последовательности нуклеотидов ДНК у свиней в молодом возрасте развиваются признаки патологии.

Создание подходящей породы свиней позволит изучать ранние признаки заболевания, тестировать новые препараты, поскольку у свиней обнаруживаются изменения тех же биологических маркеров, что и у людей. Теперь исследование этой патологии может стать проще.

Болезнь Альцгеймера — хроническое прогрессирующее заболевание нервной системы, характеризующееся постепенным снижением когнитивных функций, включая память, мышление, способность к обучению, выполнению повседневных задач. Это наиболее распространённая форма деменции среди пожилых людей. По данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), около 50% всех случаев деменции связаны именно с этим заболеванием.

Алоис Альцгеймер впервые описал клиническую картину и анатомическое исследование этой патологии. В 1901 году доктор Альцгеймер обследовал пациентку Августу Детер, страдавшую прогрессирующей потерей памяти, дезориентацией, изменениями поведения, эмоциональной нестабильностью. После смерти пациентки в 1906 году врач провел детальное изучение ее мозга, обнаружив характерные изменения тканей, такие как амилоидные бляшки и нейрофибриллярные клубочки.

Амилоидные бляшки играют ключевую роль в развитии болезни Альцгеймера, хотя точный механизм их воздействия еще изучается. Амилоиды — это аномальные белковые отложения, образующиеся в мозге пациентов. Они формируются из фрагментов белка бета-амилоида, откладывающихся вокруг нервных клеток (нейронов).

Бета-амилоидный белок образуется в результате нормального метаболизма клеток головного мозга. Однако при определённых условиях этот белок неправильно складывается и образует агрегаты, формирующие плотные скопления — амилоидные бляшки. Амилоидные бляшки нарушают нормальную передачу сигналов между нейронами, способность клеток общаться друг с другом, что влияет на память, мышление, поведение пациента.

Со временем амилоидные бляшки провоцируют воспаление и гибель нейронов. Потеря нервных клеток вызывает атрофию мозговых структур, особенно гиппокампа (ответственного за формирование новых воспоминаний) и коры больших полушарий (отвечающей за когнитивные функции). Наряду с амилоидными бляшками важную роль играет накопление другого патогенного белка — тау-белка. Эти белки образуют внутри клеток скопления, называемые нейрофибриллярными клубочками, дополнительно повреждая нейроны.

Существуют факторы риска, увеличивающие вероятность развития болезни Альцгеймера. Например, это возраст (особенно после 65 лет), наличие определенных генетических мутаций, курение, малоподвижный образ жизни, неправильное питание, заболевания сердечно-сосудистой системы (гипертоническая болезнь, диабет).

Симптомы развиваются постепенно, включая нарушение памяти, особенно кратковременной, трудности с концентрацией внимания и решением проблем, проблемы с речью и пониманием речи, изменение поведения и настроения, потерю ориентации в пространстве и времени, сложности с выполнением привычных действий.

Развитие болезни проходит несколько стадий: раннюю, среднюю, позднюю. На ранней стадии наблюдается легкое ухудшение памяти и небольшие трудности с выполнением сложных задач. Средняя стадия характеризуется значительным снижением памяти и способности к обучению, затруднениями в выполнении повседневных задач и появлением поведенческих изменений. На поздней стадии наступает полная потеря самостоятельности, необходимость постоянного ухода, тяжелые нарушения памяти и когнитивных функций.

Диагностика включает неврологическое обследование, психологическое тестирование и дополнительные исследования, такие как МРТ головного мозга. Лечение направлено на замедление прогрессирования симптомов и повышение качества жизни пациентов. Используются препараты, улучшающие передачу нервных импульсов, и методы психологической поддержки.

Важно отметить, что болезнь Альцгеймера является неизлечимой, но своевременная диагностика и правильное лечение могут значительно облегчить состояние пациента, продлив период активной жизни.

Исследования показывают, что генетические факторы играют важную роль в развитии болезни Альцгеймера. Хотя большинство случаев являются спорадическими (не наследственными), существуют формы заболевания, передающиеся по наследству.

Большинство случаев начинаются после 65 лет и называются поздней формой. Эти случаи обычно не связаны с конкретными мутациями, однако некоторые варианты генов увеличивают риск развития заболевания. Одним из таких генов является аполипопротеин E (APOE). Существует три основных варианта APOE: ε2, ε3 и ε4. Наличие аллеля ε4 связано с повышенным риском развития болезни Альцгеймера, особенно у лиц старше 65 лет.

Ранняя форма болезни Альцгеймера начинается до 65 лет и часто связана с семейным анамнезом. Она составляет около 5% всех случаев и передается аутосомно-доминантным путем. Для ранней формы характерны специфические мутации трех генов: APP (Amyloid Precursor Protein), кодирующий белок-предшественник амилоида, из которого образуются бета-амилоидные бляшки; PSEN1 (Presenilin 1), участвующий в обработке APP и образовании бета-амилоидных фрагментов; PSEN2 (Presenilin 2), аналогичный PSEN1, влияющий на обработку APP.

Мутации этих генов приводят к накоплению токсичных форм белков, что вызывает повреждение нервных клеток и развитие симптомов болезни Альцгеймера.
Вы можете узнать риск развития у вас болезни Альцгеймера, сдав ДНК-тест «Риски заболеваний» или «Генетический паспорт». Если выявлен повышенный риск, врачи предложат индивидуальные рекомендации по профилактике и мониторингу состояния здоровья.  Регулярные физические упражнения, здоровое питание, отказ от курения и алкоголя, контроль артериального давления и уровня холестерина могут снизить вероятность развития заболевания даже при наличии генетической предрасположенности.

Генетический анализ не гарантирует развитие патологии, тест лишь показывает повышенный риск. Положительный результат не означает неизбежность заболевания, а отрицательный результат не обеспечивает полную защиту. Поэтому главное внимание должно уделяться поддержанию здорового образа жизни, регулярному медицинскому контролю, следованию индивидуальным рекомендациям врача.