Ученые обнаружили, что «молодые» иммунные клетки, созданные из стволовых клеток человека, могут обратить вспять признаки старения и болезни Альцгеймера у мышей.
Исследователи из Cedars-Sinai создали «молодые» иммунные клетки из стволовых клеток человека, которые обратили вспять когнитивный спад и симптомы болезни Альцгеймера у мышей. Пролеченные животные продемонстрировали улучшение памяти и более здоровую структуру мозга. Клетки, по-видимому, защищали мозг косвенно, возможно, посредством антивозрастных сигналов в крови. Результаты исследования указывают на новый, персонализированный подход к замедлению старения мозга.
Иммунные клетки, выращенные в лаборатории, омолодили мозг стареющих мышей и мышей, страдающих болезнью Альцгеймера, улучшив память и здоровье нервных клеток. Это открытие может открыть путь к регенеративным методам лечения старения на основе стволовых клеток.
Ученые из Cedars-Sinai разработали «молодые» иммунные клетки из стволовых клеток человека, которые обратили вспять признаки старения и болезни Альцгеймера в мозге лабораторных мышей, согласно результатам, опубликованным в журнале Advanced Science. Это открытие предполагает, что эти клетки в конечном итоге могут привести к появлению новых методов лечения возрастных и нейродегенеративных заболеваний у людей.
Ученые из Cedars-Sinai разработали «молодые» иммунные клетки из стволовых клеток человека, которые обратили вспять признаки старения и болезни Альцгеймера в мозге лабораторных мышей, согласно результатам, опубликованным в журнале Advanced Science. Это открытие предполагает, что эти клетки в конечном итоге могут привести к появлению новых методов лечения возрастных и нейродегенеративных заболеваний у людей.
Клив Свендсен, доктор философии, исполнительный директор Совета управляющих Института регенеративной медицины и старший руководитель исследования, объяснил инновационный подход команды. «Предыдущие исследования показали, что переливание крови или плазмы молодых мышей улучшало когнитивные функции у пожилых мышей, но это трудно преобразовать в терапию», — сказал Свендсен. «Наш подход заключался в использовании молодых иммунных клеток, которые мы можем производить в лаборатории, и мы обнаружили, что они оказывают благотворное влияние как на стареющих мышей, так и на мышей с моделью болезни Альцгеймера».
Создание молодых иммунных клеток из стволовых клеток
Эти клетки, известные как мононуклеарные фагоциты, обычно циркулируют по организму, очищая его от вредных веществ. Однако с возрастом их функция снижается. Чтобы создать молодые версии этих клеток, исследователи использовали индуцированные плюрипотентные стволовые клетки («клетки-предшественники») человека — взрослые клетки, перепрограммированные в раннее эмбриональное состояние — для генерации новых, молодых мононуклеарных фагоцитов.
Когда эти выращенные в лаборатории иммунные клетки были введены стареющим мышам и мышам-моделям болезни Альцгеймера, ученые наблюдали заметное улучшение функций и структуры мозга.
Улучшение памяти и здоровья клеток мозга
Мыши, которым были введены молодые иммунные клетки, показали лучшие результаты в тестах на память, чем мыши, не получавшие лечения. В их мозге также было больше «моховых клеток» в гиппокампе, области, важной для обучения и памяти. «Моховидные клетки» — это тип возбуждающих нейронов в гиппокампе, области мозга, ответственной за память и эмоции. Эти клетки получили свое название за «моховидный» внешний вид, который обусловлен густыми шипами на их проксимальных дендритах. Они играют ключевую роль в таких процессах, как разделение паттернов, функция зубчатой извилины, а также участвуют в восстановлении пространственной памяти, тревожном поведении и эпилепсии височной доли.
«Количество моховидных клеток уменьшается с возрастом и при болезни Альцгеймера», — сказала Александра Мозер, доктор философии, научный сотрудник лаборатории Свендсена и ведущий автор исследования. «Мы не наблюдали такого уменьшения у мышей, получавших молодые мононуклеарные фагоциты, и полагаем, что это может быть причиной некоторых улучшений памяти, которые мы наблюдали».
Кроме того, у пролеченных мышей была более здоровая микроглия — специализированные иммунные клетки в головном мозге, ответственные за обнаружение и очистку поврежденных тканей. Обычно микроглия теряет свои длинные тонкие отростки по мере старения мозга или при болезни Альцгеймера, но у пролеченных мышей эти отростки оставались удлиненными и активными, что свидетельствует о сохранении иммунной и когнитивной функции.
Как может действовать лечение
Точный механизм, лежащий в основе этих преимуществ, пока неясен. Поскольку молодые мононуклеарные фагоциты, по-видимому, не проникают в мозг, исследователи полагают, что они могут влиять на здоровье мозга опосредованно.
Команда предлагает несколько возможных объяснений: клетки могут выделять антивозрастные белки или крошечные внеклеточные везикулы, способные проникать в мозг, либо они могут удалять из кровотока факторы, способствующие старению, защищая мозг от вредного воздействия. В настоящее время ведутся исследования, направленные на выявление точного механизма и определение наилучшего способа применения этих результатов в лечении людей.
На пути к персонализированной антивозрастной терапии
«Поскольку эти молодые иммунные клетки создаются из стволовых клеток, их можно использовать в качестве персонализированной терапии с неограниченной доступностью», — сказал Джеффри А. Голден, доктор медицины, исполнительный проректор по образованию и исследованиям. «Эти результаты показывают, что краткосрочное лечение улучшило когнитивные функции и здоровье мозга, что делает их многообещающим кандидатом для лечения возрастного и связанного с болезнью Альцгеймера когнитивного снижения».
Эти клетки, известные как мононуклеарные фагоциты, обычно циркулируют по организму, очищая его от вредных веществ. Однако с возрастом их функция снижается. Чтобы создать молодые версии этих клеток, исследователи использовали индуцированные плюрипотентные стволовые клетки («клетки-предшественники») человека — взрослые клетки, перепрограммированные в раннее эмбриональное состояние — для генерации новых, молодых мононуклеарных фагоцитов.
Когда эти выращенные в лаборатории иммунные клетки были введены стареющим мышам и мышам-моделям болезни Альцгеймера, ученые наблюдали заметное улучшение функций и структуры мозга.
Улучшение памяти и здоровья клеток мозга
Мыши, которым были введены молодые иммунные клетки, показали лучшие результаты в тестах на память, чем мыши, не получавшие лечения. В их мозге также было больше «моховых клеток» в гиппокампе, области, важной для обучения и памяти. «Моховидные клетки» — это тип возбуждающих нейронов в гиппокампе, области мозга, ответственной за память и эмоции. Эти клетки получили свое название за «моховидный» внешний вид, который обусловлен густыми шипами на их проксимальных дендритах. Они играют ключевую роль в таких процессах, как разделение паттернов, функция зубчатой извилины, а также участвуют в восстановлении пространственной памяти, тревожном поведении и эпилепсии височной доли.
«Количество моховидных клеток уменьшается с возрастом и при болезни Альцгеймера», — сказала Александра Мозер, доктор философии, научный сотрудник лаборатории Свендсена и ведущий автор исследования. «Мы не наблюдали такого уменьшения у мышей, получавших молодые мононуклеарные фагоциты, и полагаем, что это может быть причиной некоторых улучшений памяти, которые мы наблюдали».
Кроме того, у пролеченных мышей была более здоровая микроглия — специализированные иммунные клетки в головном мозге, ответственные за обнаружение и очистку поврежденных тканей. Обычно микроглия теряет свои длинные тонкие отростки по мере старения мозга или при болезни Альцгеймера, но у пролеченных мышей эти отростки оставались удлиненными и активными, что свидетельствует о сохранении иммунной и когнитивной функции.
Как может действовать лечение
Точный механизм, лежащий в основе этих преимуществ, пока неясен. Поскольку молодые мононуклеарные фагоциты, по-видимому, не проникают в мозг, исследователи полагают, что они могут влиять на здоровье мозга опосредованно.
Команда предлагает несколько возможных объяснений: клетки могут выделять антивозрастные белки или крошечные внеклеточные везикулы, способные проникать в мозг, либо они могут удалять из кровотока факторы, способствующие старению, защищая мозг от вредного воздействия. В настоящее время ведутся исследования, направленные на выявление точного механизма и определение наилучшего способа применения этих результатов в лечении людей.
На пути к персонализированной антивозрастной терапии
«Поскольку эти молодые иммунные клетки создаются из стволовых клеток, их можно использовать в качестве персонализированной терапии с неограниченной доступностью», — сказал Джеффри А. Голден, доктор медицины, исполнительный проректор по образованию и исследованиям. «Эти результаты показывают, что краткосрочное лечение улучшило когнитивные функции и здоровье мозга, что делает их многообещающим кандидатом для лечения возрастного и связанного с болезнью Альцгеймера когнитивного снижения».