Новое исследование выявило важную роль микроглии в раннем развитии мозга и когнитивных способностей человека. Это открытие позволяет лучше понять принцип работы этих клеток и возможно поможет проложить путь к созданию новых методов лечения нейродегенеративных заболеваний, таких как болезнь Альцгеймера.

Микроглия — это своего рода "местные" макрофаги центральной нервной системы, составляющие около 10% клеток головного мозга (ГМ). В здоровом мозге микроглия чрезвычайно динамична, она постоянно перемещается, проверяя состояние его функциональных тканей (паренхимы). В обязанности этих клеток входит участие в раннем формировании ГМ, поддержание нейронных сетей и восстановлении после травм.

Группа исследователей под руководством ученых из Хельсинкского университета (Финляндия) в сотрудничестве со шведским Каролинским институтом и Севильским университетом (Испания) внимательно изучила микроглию мышей и обнаружила, что не все клетки микроглии выполняют одинаковые функции.

"Познание и память являются важнейшими компонентами того, что делает нас людьми, а микроглия необходима для правильного развития и функционирования мозга", - сказал Вассилис Стратулиас, ведущий автор исследования. "Снижение когнитивных способностей является общей чертой нейродегенеративных и психических заболеваний, таких как болезнь Альцгеймера и Паркинсона, шизофрения и депрессия".

"Микроглия участвует практически во всех патологиях мозга, что делает их главными кандидатами на поиск новых лекарственных мишеней и инновационных терапевтических подходов", - сказал Микко Айраваара, один из соавторов исследования. "Понимание фундаментальной биологии этих клеток станет путем к созданию новых направлений для разработки лекарств для заболеваний мозга, не поддающихся в настоящее время лечению".

Используя передовые методы визуализации, исследователи изучили мозг мышей и обнаружили подгруппу микроглиальных клеток под названием ARG1+, которые экспрессируют фермент аргиназу-1 (ARG1). ARG1+ микроглия была обнаружена в большом количестве у мышат и в меньшем количестве у взрослых мышей, что позволило исследователям сделать вывод о том, что они имеют решающее значение для развития мозга и формирования нейронных путей.

Исследователи отметили, что форма ARG1+ микроглии заметно не отличается от формы микроглии, не экспрессирующей ARG1, что, по их словам, объясняет, почему ARG1+ микроглия не была изучена ранее. Несмотря на их идентичный внешний вид, когда исследователи сравнили профили РНК между ARG1+ и ARG-отрицательными микроглиями, они обнаружили значительные различия на молекулярном уровне.

Важно отметить, что ARG1+ микроглия была обнаружена в определенных областях мозга, в основном в базальном переднем мозге и гиппокампе, который играет важную роль в обучении и памяти. Мыши, лишенные фермента ARG1, были менее склонны к изучению новой среды, что, по мнению исследователей, указывает на когнитивные дефекты.

Когда исследователи отключили ген ARG1 у мышей, они заметили интересное различие по половому признаку. У самок мышей, лишенных ARG1+ микроглии, наблюдалось значительное ухудшение долговременной памяти, чего не наблюдалось у самцов. Этот вывод согласуется с тем, что наблюдалось у людей: вероятность развития болезни Альцгеймера у женщин в два раза выше, чем у мужчин.

Хотя в последние годы микроглия в целом стала играть ключевую роль в развитии болезни Альцгеймера, необходимы дальнейшие исследования, прежде чем можно будет установить связь между болезнью и ARG1+ микроглией. Независимо от этого, результаты исследования позволяют лучше понять механизмы, лежащие в основе нейродегенеративных заболеваний и заболеваний мозга в целом, и открывают путь к разработке новых методов лечения.

Исследование было опубликовано в журнале Nature Neuroscience.