Вопрос о том, почему стареет мозг, остается открытым – отчасти потому, что этот орган в основном не имеет прямого контакта с другими системами организма, в том числе с кровью и иммунной системой. В исследовании, недавно опубликованном в журнале Science, израильские нейробиологии и иммунологи из Института Вайцмана (Weizmann Institute of Science) нашли свидетельства присутствия уникальной «подписи», которая может быть «недостающим звеном» между снижением когнитивных способностей и старением.

Вопрос о том, почему стареет мозг, остается открытым – отчасти потому, что этот орган в основном не имеет прямого контакта с другими системами организма, в том числе с кровью и иммунной системой. В исследовании, недавно опубликованном в журнале Science, профессор Михаль Шварц (Michal Schwartz) и доктор Идо Амит (Ido Amit) нашли свидетельства присутствия уникальной «подписи», которая может быть «недостающим звеном» между снижением когнитивных способностей и старением. По мнению исследователей, в будущем это открытие может привести к появлению препаратов, способных замедлить или обратить вспять снижение когнитивных способностей у пожилых людей.

Еще десять лет назад ученые были твердо уверены, что гематоэнцефалический барьер препятствует атакам находящихся в крови иммунных клеток на ткани мозга и, следовательно, его разрушению. Однако в длинной серии экспериментов группа профессора Шварц показала, что на самом деле иммунная система играет важную роль как в восстановлении мозга после травмы, так и в поддержании его нормального функционирования. Исследователи установили, что это взаимодействие между мозгом и иммунной системой происходит через барьер, являющийся, по сути, уникальным биологическим интерфейсом.

Этот интерфейс, известный как сосудистое сплетение, есть в каждом из четырех желудочков мозга, и его функция – отделять кровь от спинномозговой жидкости.

«Для иммунной системы сосудистое сплетение является «пультом дистанционного управления», позволяющим влиять на деятельность мозга. Через этот интерфейс распознаются высвобождаемые мозгом биохимические «сигналы тревоги»; в свою очередь, находящиеся в крови иммунные клетки помогают, взаимодействуя с сосудистым сплетением. Это взаимодействие важно для сохранения когнитивных способностей и стимуляции образования новых клеток мозга», – комментирует результаты своей работы профессор Шварц, признанный мировой лидер в области биологии головного мозга.

Микрофотография иммунофлуоресцентного окрашивания сосудистого сплетения. Эпителиальные клетки светятся зеленым,
белки хемокины (CXCL10) – красным. (Фото: Weizmann Institute of Science)

Это открытие позволило Шварц и ее группе предположить, что возрастное снижение когнитивных способностей может быть связано не только с «хронологическим», но и с «иммунологическим возрастом», то есть, возрастные изменения функций иммунной системы могут способствовать изменениям функций мозга.

Используя новейшую технологию секвенирования, исследователи картировали изменения в экспрессии генов в 11 разных органах, включая сосудистое сплетение, у молодых и старых мышей, чтобы выявить и сравнить вовлеченные в процесс старения пути. Таким образом им удалось идентифицировать абсолютно уникальную «сигнатуру старения», характерную исключительно для сосудистого сплетения. Они установили, что одним из основных элементов этой сигнатуры был бета-интерферон – белок, обычно вырабатываемый организмом для борьбы с вирусной инфекцией. По-видимому, бета-интерферон оказывает на мозг негативное воздействие: введение в спинномозговую жидкость старых мышей антител, блокирующих его активность, частично восстановило когнитивные способности животных и способность образовывать новые клетки мозга.

Более того, исследователям удалось найти эту уникальную сигнатуру в мозге пожилых людей. Они надеются, что в будущем их открытие поможет предотвратить или обратить вспять процесс возрастного снижения когнитивных способностей путем изменения «иммунологического возраста» мозга.

Оригинальная статья

Aging-induced type I interferon response at the choroid plexus negatively affects brain function