Дефицит белка, ответственного за перемещение глюкозы через защитный гематоэнцефалический барьер мозга, по-видимому, усиливает нейродегенеративные эффекты болезни Альцгеймера, согласно новому исследованию на мышах из Медицинской школы Кека Университета Южной Калифорнии (USC).
Исследования показывают, что нацеливание на белок под названием GLUT1 может помочь предотвратить или замедлить последствия болезни Альцгеймера, особенно среди тех, кто подвержен риску заболевания. Изучение, "Снижение уровня GLUT1 усугубляет васкулонейрональную дисфункцию и дегенерацию при болезни Альцгеймера," опубликовано в сегодняшнем онлайн-выпуске рецензируемого научного журнала Nature Neuroscience.
"Наши результаты показывают, что дефицит GLUT1 на гематоэнцефалическом барьере – это не просто симптомы болезни Альцгеймера, а, по сути, приводит к серии сосудистых повреждений, которые усугубляют последствия болезни," сказал Берислав V. Злокович, М.D., Ph.D., директор Нейрогенетического института Зилха (ZNI) в Медицинской школе Кека, кафедры Мэри Хейли и Селима Зилха по исследованиям болезни Альцгеймера и главный исследователь исследования. "Мы еще не знаем, может ли лекарство восстановить экспрессию GLUT1, но мы полагаем, что нацеливание на белок может помочь предотвратить ухудшение болезни Альцгеймера у людей, предрасположенных к развитию этого заболевания."
По данным Ассоциации Альцгеймера, примерно 5.2 миллиона человек всех возрастов в Соединенных Штатах сегодня страдают болезнью Альцгеймера, необратимым прогрессирующим заболеванием мозга, которое вызывает проблемы с памятью, мышлением и поведением. Это наиболее распространенный тип деменции, общий термин для обозначения потери памяти и других умственных способностей, и, по прогнозам, к 2050 году он затронет 16 миллионов американцев старше 65 лет.
Глюкоза является основным источником энергии для мозга, а GLUT1 помогает перемещать ее через гематоэнцефалический барьер, клеточный слой, который предотвращает попадание крови и патогенов в мозг. Предыдущие исследования показали снижение захвата глюкозы в головном мозге у лиц с генетическим риском болезни Альцгеймера, с положительным семейным анамнезом и / или у которых заболевание развивается, но у них есть легкие когнитивные нарушения или их отсутствие.
В этом новом исследовании команда Злоковича использовала трансгенных мышей, чтобы показать, что GLUT1 необходим для поддержания надлежащей сети капилляров головного мозга, кровотока и целостности гематоэнцефалического барьера. Они обнаружили, что дефицит GLUT1 приводит к снижению поглощения глюкозы мозгом уже в возрасте двух недель, а к шести месяцам – дисфункции нейронов, поведенческим дефицитам, повышенным уровням пептида бета-амилоида, поведенческим изменениям и нейродегенеративным изменениям. Команда также обнаружила, что дефицит GLUT1 в эндотелии – внутренней выстилке кровеносных сосудов – инициировал разрушение гематоэнцефалического барьера. Широко распространено мнение, что патогенез болезни Альцгеймера обусловлен накоплением в головном мозге бета-амилоидного пептида, которому способствует разрушение гематоэнцефалического барьера.
Области будущих исследований могут включать идентификацию метаболических путей, посредством которых дефицит GLUT1 в гематоэнцефалическом барьере влияет на метаболизм мозга, а также изучение того, влияет ли потеря GLUT1 на раннем этапе эмбриона на центральную нервную систему иначе, чем дефицит, возникший позже во время развития.