Прошлые исследования в области неврологии постоянно обнаруживали связь между отклонениями от “нормального” метаболизма железа, также известного как дисрегуляция железа, и различными нейродегенеративными заболеваниями, включая болезнь Паркинсона (БП) и рассеянный склероз (РС). В частности, было обнаружено, что участки мозга, связанные с этими заболеваниями, часто населены микроглией (т.е. резидентными иммунными клетками), заполненными железом.
Хотя связь между дисрегуляцией железа и нейродегенеративными заболеваниями хорошо документирована, способы, которыми накопление железа влияет на физиологию микроглии и нейродегенерацию, еще не до конца изучены. Исследователи из глобальной компании Sanofi недавно провели исследование, направленное на восполнение этого пробела в литературе путем лучшего понимания того, как микроглия реагирует на железо.
“Уже много лет известно, что железо накапливается в пораженных участках мозга при БП, РС и других нейродегенеративных заболеваниях”, – сказал MedicalXpress Тимоти Хаммонд, один из исследователей, проводивших исследование. “Это то, что мы можем видеть у пациентов с помощью МРТ, где было показано, что уровень железа увеличивается с течением болезни. У нас также были собственные данные, полученные от пациентов с прогрессирующим РС, показывающие дисрегуляцию железа в микроглии мозга, иммунных клетках мозга”.
Основной целью недавней работы Хаммонда и его коллег было лучше понять, как накопление железа в микроглии влияет на функционирование и здоровье этих клеток. Их работа основана на предыдущих исследованиях, а также на открытии в 2012 году железозависимой формы клеточной смерти, известной как ферроптоз.
Ферроптоз – это форма клеточной смерти, опосредованная железозависимым перекисным окислением липидов – процессом, который повреждает липиды, окисляя их. В своей статье исследователи выдвинули гипотезу о том, что микроглия с повышенным содержанием железа подвержена ферроптозу и что это может играть определенную роль в нейродегенеративных заболеваниях.
“В этом исследовании нам пришлось использовать несколько подходов, включая одноклеточную транскриптомику и CRISPR, но инструментом, который действительно позволил нам разделить эти механизмы, была сложная трикультура человеческих клеток, полученных из iPSC, содержащая микроглию, астроциты и нейроны – три основных типа клеток в мозге”, – пояснил Хаммонд. “Этот инструмент был ранее разработан ученым из моей команды, Шоном Райаном, который также является ведущим автором нашей статьи”.
Для проведения экспериментов исследователи выращивали микроглии в системе трикультуры. Используя ряд генетических и экспериментальных методов, они показали, что эти микроглии очень чувствительны к железу, а также подвержены ферроптозу.
Кроме того, команда показала, что перегрузка железом вызывает сдвиг в транскрипционном состоянии микроглии, который совпадает с транскриптомной подписью, наблюдаемой в микроглии в тканях мозга умерших пациентов с БП. Когда они удалили микроглии из системы трикультуры, Хаммонд и его коллеги заметили, что нейротоксичность, вызванная железом, в системе значительно замедлилась. Это позволяет предположить, что реакция микроглии на перегрузку железом играет решающую роль в нейродегенерации.
Данное исследование является одним из первых, показывающих, как микроглия, перегруженная железом, может способствовать развитию БП и других нейродегенеративных заболеваний. В будущем оно может проложить путь к новым важным открытиям, потенциально способствующим разработке новых терапевтических мер для лечения этих заболеваний.
“Мы считаем, что микроглия на самом деле пытается защитить нейроны, забирая токсичное железо и надежно храня его, но со временем микроглия перегружается и погибает, высвобождая сохраненное железо и вызывая гибель нейронов”, – сказал Хаммонд. “Мы должны быть осторожны в выборе терапевтической мишени для микроглии, поскольку она выполняет множество полезных действий, но если мы сможем найти целевой подход, это может стать важным узлом для таких заболеваний, как болезнь Паркинсона с чрезмерным накоплением железа”.
Если вам срочно понадобился сервис голосовых рассылок, то советую вам посетить занимательный проект mediarik.ru. Один раз воспользовался их услугами и остались только хорошие впечатления. Заходите не пожалеете.