Imunske ćelije u mozgu koje se nazivaju mikroglija mogu delimično razbiti velike amiloidne plakove karakteristične za Alchajmerovu bolest tako što se zakače za njih, formirajući neku vrstu spoljašnjeg želuca i oslobađajući digestivne enzime u prostor, prema pretkliničkoj studiji istraživača Veill Cornell Medicine. Nalazi bi na kraju mogli dovesti do terapija koje povećavaju sposobnost mikroglije da razbije amiloidne plakove.
Studija, objavljena u Cell Reports, pokazuje da proces razgradnje, nazvan digestivna egzofagija, takođe može pomoći da se objasne naizgled kontradiktorni izveštaji da mikroglijalne ćelije mogu širiti plakove kod Alchajmerove bolesti.
Mikroglija su čistači koji se kreću po mozgu, troše male komadiće ćelijskog smeća poput mikroba, mrtvih ćelija i ostataka. Oni to rade tako što se omotaju oko supstance i inkapsuliraju je u vezikulu. Vezikula zatim prevozi teret do organele vezane za membranu unutar ćelije koja se zove lizozom koji je ispunjen digestivnim enzimima.
Istraživači su sumnjali da mikroglija takođe može da razbije amiloidne plakove, ali nije bilo jasno kako ćelije mogu da konzumiraju ove masivne agregate, koji su mnogo veći nego što jesu.
„Otkrili smo da ćelije u osnovi vezuju lizozom na veliki plak i izbacuju enzime u prostor koji može da svari amiloid“, rekao je Frederik Maksfild, M.S. ’73, dr. ’77, Vladimir Horovic i Vanda Toskanini Horovic, istaknuti profesori neuronauke na Veill Cornell Medicine.
Razmišljanje o tome kako mikroglija može da pojede nešto veoma veliko u mozgu podsetilo je Maksfilda na makrofage, koje su imune ćelije koje obavljaju sličan posao čišćenja u ostatku tela. U prethodnom radu, njegova laboratorija je otkrila da kada makrofagi naiđu na nešto preveliko da bi se omotali — kao što je nakupina lipoproteina u aterosklerotskom plaku — oni formiraju neku vrstu spoljašnjeg želuca koji vari malo po deo sa lizozomalnim enzimima.
Da bi se videlo da li mikroglija radi istu stvar, tim, predvođen Santjagom Sole-Domenekom, docentom za istraživanje biohemije, i Rudijem Žaketom, doktorantom Veill Cornell Fakulteta medicinskih nauka u laboratoriji Maksfild u vreme studije , prvo se okrenuo kultivisanim mikroglijalnim ćelijama miša.
U nizu eksperimenata, pokazali su da kada jedna od ovih ćelija dodirne veliki amiloidni plak u laboratorijskoj posudi, formira delimično zapečaćeni prostor oko agregata, kao što to čine makrofagi. „Mikroglijalni lizozomi su izlučili svoj sadržaj i zakiselili region da bi aktivirali enzime koji vare amiloidne naslage“, rekao je Maksfild.
Zatim je tim analizirao mišji model Alchajmerove bolesti. Koautorka Marie-Ive Tremblai, profesorka na Univerzitetu Viktorija, koristila je elektronski mikroskop za snimanje uzoraka mozga i videla džepove formirane od mikroglijalnih ćelija na plakovima koji su karakteristični za digestivnu egzofagiju. Takođe je primetila lizozomski enzim u prostoru.
Microglia razgrađuje plakove, ali je takođe poznato da doprinose stvaranju plakova. Ovaj paradoks je bio intrigantan, a istraživači su se pitali da li digestivna egzofagija može da igra ulogu u širenju Alchajmerovih plakova na druge delove mozga.
U prethodnim istraživanjima, tim je napunio kultivisane mikroglijalne ćelije manjim komadićima plakova, nazvanim amiloidne fibrile. Kada su istraživači to uradili, ćelijama je trebalo mnogo vremena da ih razbiju u unutrašnje lizozome, i na kraju su ispljunule delove koje je teško svariti.
U trenutnoj studiji, tim je takođe napunio mikrogliju amiloidnim fibrilima, ali su ćelije stavili blizu velikih plakova. „Videli smo da će mikroglija pokušati da pojede plakove spolja, ali pošto su već bili napunjeni amiloidnim fibrilima, oni bi lučili ove manje delove prema plaku“, rekao je Sole-Domenek.
Ćelije mikroglije mogu se brzo kretati po mozgu, tako da se lako mogu premestiti na drugu lokaciju nakon varenja plaka. „Dakle, ako mikroglijalne ćelije počnu da vrše digestivnu egzofagiju na drugom velikom objektu, mogle bi da otpuste to seme amiloidnih fibrila u novo područje“, rekao je Maksfild.
Sada kada je tim posmatrao digestivnu egzofagiju kod miševa, proceniće da li ljudske ćelije takođe koriste ovaj proces. Ljudski indukovane pluripotentne matične ćelije mogu sazreti u mnoge tipove ćelija, uključujući mikrogliju, što bi istraživačima pružilo priliku da sprovedu širok spektar eksperimenata.
