Исследователи из Канзасского университета использовали рекомбинантный насыщенный метионином (Met) белок, полученный из кукурузы, который затем in vitro был окислен для получения антигена – насыщенного метионинсульфоксидом (MetO) белка. Этот антиген побуждает иммунную систему вырабатывать антитела против MetO-компонента бета-амилоида – белка, который токсичен для клеток мозга и накапливается при болезни Альцгеймера.
С возрастом в организме усиливается окислительный стресс, а затем бета-амилоид и другие токсичные белки накапливаются, окисляются и агрегируются; эти белки устойчивы к деградации или выведению. Автор данной работы Джейкоб Московиц в исследовании 2011 года вводил мышиным моделям болезни Альцгеймера аналогичный белок, насыщенный сульфоксидом метионина, и продемонстрировал примерно 30%-ное снижение амилоидных бляшек в гиппокампе – области мозга, в которой при болезни Альцгеймера отмечаются наиболее сильные повреждения.
Антиген MetO, используемый Московицем в новом исследовании для вакцинации мышиных моделей болезни Альцгеймера, способен побудить иммунную систему вырабатывать антитела против MetO-содержащих белков, включая бета-амилоид, и, в конечном счете, снижать уровни токсичных форм бета-амилоида и других возможных белков в головном мозге.
Московиц и его коллеги ввели антиген MetO 4-месячным мышам, которые были генетически модифицированы для развития семейной формы болезни Альцгеймера. Данное лечение индуцировало выработку антител против MetO в плазме, которые сохранялись в крови животных по крайней мере до 10-месячного возраста.
В серии тестов исследователи оценили кратковременную память иммунизированных и контрольных мышей с помощью Y-образного лабиринта. Это очень важный тест, поскольку при болезни Альцгеймера люди теряют кратковременную память, в то время как старые воспоминания сохраняются. Исследователи поместили каждую мышь в лабиринт с развилкой, чтобы она могла идти либо по левому, либо по правому тоннелю. После этого был введен третий тоннель посередине, и если мышь посчитает его новым, она будет в силу природного любопытства тратить больше времени на изучение этой новой дороги. Если мышь даже не замечает появления нового тоннеля, потому что забывает о нем практически сразу после того, как увидела, она будет тратить больше времени на правую или левую дорожки.
По словам Московица, у мышей, которым вводили насыщенный метионинсульфоксидом белок, память улучшилась примерно на 50% по сравнению с контролем.
В другом эксперименте мыши должны были найти платформу в водном лабиринте. Исследователи обучали мышей в течение шести дней, и даже те, у кого была болезнь Альцгеймера, в конце концов определили местоположение платформы, но после второго дня стало очевидно, что иммунизированные мыши учатся намного быстрее, чем неиммунизированные. Затем платформу убрали, чтобы проверить, помнят ли животные, где она была. И снова исследователи увидели разницу: иммунизированные мыши проводили больше времени вблизи участка, где была платформа, на которой они тренировались, по сравнению с неиммунизированными мышами.
В дополнение к улучшению кратковременной памяти, у мышей, которым вводили антиген, отмечались лучшие показатели долгосрочной памяти, более низкий уровень бета-амилоида как в плазме крови, так и в головном мозге, особенно в астроцитах гиппокампа и коры головного мозга, более низкий процент активированной микроглии и повышенные антиоксидантные способности в тех же областях мозга.
Основываясь на полученных результатах, исследователи предполагают, что активная иммунизация может отсрочить или предотвратить начало болезни Альцгеймера у людей. Она будет более эффективна, чем протоколы пассивной иммунизации, поскольку антиген MetO стимулирует иммунную систему к выработке собственных антител. При пассивной иммунизации готовые антитела вводятся в организм, и это несет риск серьезных токсических побочных эффектов, а также отторжения собственной иммунной системой.
Следующими шагами исследователей в этом направлении будет проведение доклинических испытаний и клинических исследований.
Статья A.S.Smith et al. Protective Effects against the Development of Alzheimer's Disease in an Animal Model through Active Immunization with Methionine-Sulfoxide Rich Protein Antigen опубликована в журнале Antioxidants.
Аминат Аджиева, портал «Вечная молодость» vechnayamolodost.ru по материалам University of Kansas: Study preserves memory in mice, offering promising new basis for active immunization against Alzheimer's disease.
