Белок, которого особенно много в крови молодых организмов, смог частично вернуть иммунным клеткам старого мозга нормальную работу. В экспериментах на пожилых мышах TIMP2 снизил признаки хронического воспаления и улучшил способность микроглии очищать мозговую ткань. Исследование опубликовано 12 августа в журнале Nature Communications.
Микроглия выполняет в мозге роль иммунной службы и системы уборки одновременно. Клетки находят повреждения, поглощают клеточный мусор и помогают поддерживать работу нейронных сетей. С возрастом микроглия постепенно меняется, хуже справляется с очисткой тканей и чаще переходит в состояние, связанное с воспалением и клеточным старением. Подобные изменения считают одним из факторов, которые делают пожилой мозг более уязвимым для нейродегенеративных заболеваний.
Команда Медицинской школы Икана при госпитале Маунт-Синай сосредоточилась на белке TIMP2. Предыдущие исследования показали, что концентрация TIMP2 особенно высока в плазме очень молодых людей и мышей, а затем быстро падает по мере взросления и старения. Ранее тот же белок уже связывали с улучшением пластичности гиппокампа и памяти у старых мышей.
Чтобы понять роль TIMP2, ученые создали несколько моделей мышей, у которых белок отсутствовал во всем организме либо только в отдельных типах клеток мозга. Потеря TIMP2 заметно меняла поведение микроглии. Клетки приобретали признаки, характерные для старого или поврежденного мозга, хуже поглощали миелиновый мусор, а во внеклеточной среде росло содержание белков, связанных с воспалением, стрессом и нарушением работы лизосом.
Затем исследователи проверили обратный сценарий. Двадцатимесячным мышам системно вводили рекомбинантный TIMP2 в дозе 50 мкг на килограмм примерно две с половиной недели. После курса в гиппокампе снизилось количество микроглии с признаками патологической активации, а анализ экспрессии генов показал сдвиг от провоспалительных и связанных со старением состояний к профилям, которые исследователи связывают с более защитной реакцией на повреждение.
Изменились и функции клеток. После введения TIMP2 в лизосомах микроглии оказалось больше поглощенного синаптического материала. Авторы интерпретируют результат как восстановление части фагоцитарной активности, которая обычно ослабевает с возрастом. При удалении TIMP2 происходил обратный процесс, микроглия хуже поглощала и удаляла миелин.
Исследование не означает, что ученые нашли способ омолодить человеческий мозг или лекарство от болезни Альцгеймера. Все основные эксперименты проводились на мышах, а исследователям еще предстоит разобраться, через какие молекулярные мишени TIMP2 меняет состояние микроглии и повторится ли подобный эффект у людей. Сами авторы называют белок потенциальной терапевтической мишенью, а не готовым методом лечения.
Работа показывает более интересную возможность. Возрастные изменения мозга могут зависеть не только от необратимого износа нервных клеток, но и от состава окружающей их молекулярной среды. Если удастся точно определить механизмы действия TIMP2, ученые смогут попытаться воздействовать на иммунную систему стареющего мозга без переливания молодой крови и других радикальных методов, которые раньше использовали в экспериментах по омоложению животных.