Растительный сахар задерживает прогрессирующую стадию рассеянного склероза у мышей

Исследования на мышах показали, как клетки, называемые микроглией, могут помочь предотвратить вторичную прогрессирующую фазу рассеянного склероза (РС), удаляя остатки мертвых клеток, включая миелин, из центральной нервной системы (ЦНС). В ходе исследования, проведенного под руководством ученых Каролинского института на мышиной модели рассеянного склероза, было обнаружено, что этот процесс очистки от мусора, известный как аутофагия, был прерван, когда из микроглии был удален ген Atg7.

Эксперименты также показали, что лечение мышей сахаром растительного происхождения, трегалозой, индуцировало аутофагию в микроглиальных клетках и было связано с ремиссией заболевания. «Лечение трегалозой показывает, что микроглиальные клетки могут быть нацелены на полезные цели с помощью соединения, уже обнаруженного в диетах, полученных из растений и грибов, и, следовательно, вероятно, не токсичны», — сказал Расмус Берглунд, докторант и ведущий автор опубликованного исследования команды. . «Это дает возможность не только использовать эти результаты для лечения установленного заболевания, но и дает возможность рекомендовать проактивную диету».

Берглунд и его коллеги сообщили о своих открытиях в журнале Science Immunology в статье под названием « Фагоцитоз, связанный с аутофагией микроглии, необходим для выздоровления от нейровоспаления ».

РС — хроническое воспалительное заболевание ЦНС и одна из основных причин неврологических функциональных нарушений. Заболевание обычно диагностируется в возрасте от 20 до 30 лет и может привести к тяжелым неврологическим симптомам, таким как потеря чувствительности и дрожь, трудности при ходьбе и поддержании равновесия, нарушение памяти и нарушение зрения. В большинстве случаев РС проявляется приступами с некоторым последующим восстановлением. Однако постепенная потеря функции со временем неизбежна. Тем не менее, хотя прогрессирование заболевания является «наиболее клинически сложным» аспектом рассеянного склероза, оно также «наименее изучено механически», пишут исследователи.

Исследования привели к прогрессу в лечении, которое снижает частоту и разрушительные эффекты этих приступов, но они не являются лекарством. «Несмотря на эти важные открытия, болезнь обычно ухудшается, когда пациент болеет ею от 10 до 20 лет», — сказала руководитель исследования Майя Ягодич, доктор философии, доцент экспериментальной медицины отделения клинической неврологии и Центра молекулярной медицины в Каролинский институт.

«В настоящее время существует только одно, недавно одобренное лечение так называемой вторично-прогрессирующей фазы. Механизмы, лежащие в основе этой прогрессивной фазы, требуют дополнительных исследований ».

Возраст — самый сильный фактор риска развития прогрессирующего РС и многих возрастных нейродегенеративных заболеваний. Многие другие возрастные нейродегенеративные патологии, включая болезнь Альцгеймера и аутовоспалительные заболевания, такие как болезнь Крона и системная красная волчанка (СКВ), характеризуются нарушенной аутофагией — процессом, при котором клетки обычно разрушаются и перерабатывают собственные белки и другие структурные элементы. компоненты, включая миелин в нервных клетках.

Интересно, что при РС клетки, называемые микроглией, демонстрируют повышенный провоспалительный профиль как с возрастом, так и с бременем заболевания, продолжили авторы. «Способность микроглии очищать тканевые остатки важна для поддержания и восстановления гомеостаза ЦНС. Эта способность уменьшается с возрастом, и возраст тесно связан с прогрессированием заболевания рассеянным склерозом, хотя основные механизмы все еще в значительной степени неуловимы ».

В предыдущей работе Берглунд и его коллеги установили связь между очисткой от мусора в ЦНС и тяжестью заболевания у мышей с экспериментальным аутоиммунным энцефаломиелитом (EAE), распространенной моделью рассеянного склероза. Недавно опубликованное исследование на мышах с EAE показало, что восстановление после воспаления мозга зависит от микроглии, выполняющей функции очистки от мусора в ЦНС. Исследования команды показали, что удаление неканонического гена аутофагии Atg7 в микроглии мышей с EAE привело к накоплению остатков мертвых клеток и провоцировало прогрессирующее заболевание, подобное рассеянному склерозу. «Специфичная для микроглии делеция регулятора аутофагии Atg7, но не канонического белка макроаутофагии Ulk1, привела к увеличению внутриклеточного накопления фагоцитированного миелина и прогрессирующей болезни, подобной РС», — пишут исследователи.

Интересно, что микроглия с дефицитом Atg7 обнаружила поразительное сходство с микроглией нормальных, старых мышей, которые также были неспособны очистить от мусора или контролировать болезнь. «Более того, микроглия с дефицитом Atg7 продемонстрировала заметное транскрипционное и функциональное сходство с микроглией старых мышей дикого типа, которые также не смогли очистить миелин и выздороветь от болезни», — продолжила команда.

И наоборот, запуск функции очистки микроглии у мышей путем введения им дисахарида трегалозы помогло привести к ремиссии заболевания, что позволяет предположить, что сахар должен быть дополнительно исследован на предмет его терапевтического потенциала. «Здесь мы демонстрируем, что неканоническая форма аутофагии в микроглии ответственна за деградацию и клиренс миелина, и что нарушение этого пути, которое происходит во время старения, способствует прогрессированию РС-подобного заболевания», — заключила команда. «Мы показываем, что можем терапевтически модулировать этот процесс, что может иметь последствия для других возрастных нейровоспалительных заболеваний».

«Сахарная трегалоза, полученная из растений и грибов, восстанавливает функциональный распад остатков миелина, останавливает прогрессирование и приводит к выздоровлению от РС-подобного заболевания», — сказал Берглунд. «Усовершенствуя этот процесс, мы надеемся, что однажды сможем лечить и предотвращать возрастные аспекты нейровоспалительных состояний».