Стареющие клетки крови ускоряют старение мозга. Ученые выяснили: процесс обратим

21 мая

С возрастом иммунная система человека претерпевает серьезные изменения, которые, как выяснилось, напрямую бьют по функциям головного мозга. Масштабное исследование американских ученых доказало, что стареющие иммунные клетки крови (CD8+ Т-лимфоциты) вызывают деградацию памяти и когнитивных функций, даже не проникая в ткань мозга. Они действуют дистанционно, выделяя в кровь токсичный фермент, который разрушает защитный барьер нервной системы — к счастью, процесс можно обратить вспять.

Фото: Unsplash

Упрямый иммунитет: почему Т-клетки не хотят омолаживаться

Чтобы понять, как системный кровоток влияет на старение, исследователи применили метод гетерохронного парабиоза — хирургически объединили кровеносные системы молодых и пожилых мышей. Оказалось, что если большинство тканей и клеток организма реагируют на молодую кровь и частично омолаживаются, то Т-лимфоциты остаются абсолютно «равнодушными» к окружению.

Старые CD8+ Т-клетки, даже находясь в теле молодого животного, сохраняют свой молекулярный возраст, продолжают стареть по заложенной программе и активно трансформируются в специфическую форму — возраст-ассоциированные клетки памяти. Моделирование показало, что этот процесс необратим обычным обновлением плазмы.

Как белок GZMK разрушает сосудистый барьер

Фото: Unsplash

Когда ученые искусственно перенесли старые CD8+ Т-клетки молодым мышам, у последних стремительно развились признаки увядания мозга: затормозился синтез синаптических белков, снизилась пластичность нейронов в гиппокампе (главном центре памяти), и животные начали совершать критические ошибки в пространственных лабиринтах.

Главным орудием этого разрушения оказался фермент Гранзим К (GZMK), который старые лимфоциты массово секретируют в плазму крови. Механизм его работы устроен следующим образом:

Белок GZMK циркулирует по кровеносной системе и концентрируется у границ мозга.
Он не проникает внутрь самого мозга, а атакует клетки защитного гематоэнцефалического барьера (эндотелий и гладкомышечные клетки сосудов).
Фермент расщепляет рецептор PAR1, что приводит к дисфункции сосудов, нарушению микроциркуляции и запускает каскад деградации синапсов в глубоких слоях гиппокампа.

Как вернуть интеллект уровня молодости

Фото: Unsplash

Открытие этого механизма позволило биологам протестировать принципиально новые терапевтические стратегии. В серии экспериментов ученые попробовали избирательно нейтрализовать стареющие иммунные компоненты в крови пожилых грызунов. Результаты превзошли ожидания.

Удаление старых CD8+ Т-клеток с помощью специфических антител или подавление их активации противовоспалительным препаратом (тофацитинибом) полностью защитило мозг от старения. Самым многообещающим решением стало применение низкомолекулярного ингибитора Гранзима К.

Пожилые мыши, получавшие инъекции этого вещества, продемонстрировали восстановление сосудистой структуры мозга, нормализацию нейронных связей и резкое улучшение показателей в тестах на долгосрочную и краткосрочную память, фактически вернувшись к когнитивному уровню молодых особей.

К опытам на людях ученые еще не приступали. Однако, в перспективе, та же технология способна лечить возрастные болезни мозга.