Международный неврологический журнал 4(26) 2009

Болезнь Альцгеймера: терапевтический сценарий между настоящим и будущим
(Alzheimer’s disease: the therapeutic scenario between present and future)

Leontino Battistin, Department of Neurology, University of Padua Medical School, Padua, Italy

Резюме. Болезнь Альцгеймера (БА) — самая распространенная причина деменции у людей пожилого возраста — была впервые описана примерно 100 лет назад в Баварии доктором Алоисом Альцгеймером. Считается, что БА страдают 4–8 % населения старше 65 лет, причем с возрастом заболеваемость прогрессивно увеличивается. Хотя лечение симптомов БА доступными на сегодняшний день лекарственными средствами позволяет добиться лишь минимального и непродолжительного улучшения, в ближайшие годы станут известны результаты нескольких клинических испытаний новейших лекарств, действие которых направлено на замедление прогрессирования болезни.

С учетом впечатляющего количества фактов, указывающих на ключевую роль амилоида в патогенезе БА, во множестве исследований изучались лечебные вмешательства, мишенью которых является накопление амилоида в мозге (ингибиторы или модуляторы секретаз, бета-брейкеры*, иммунотерапия). Наряду с сенильными бляшками характерным патоморфологическим признаком БА являются нейрофибриллярные узелки. С целью концентрации внимания на микротубул-ассоциированный белок ТАУ как терапевтической мишени при БА будут представлены факты, свидетельствующие о том, что чрезмерное фосфорилирование и аберрантая агрегация ТАУ играют ведущую роль в нейродегенерации и нарушении функции нейронов при БА. В связи с этим лечебные вмешательства, воздействующие на эту мишень, были предложены в качестве альтернативной терапевтической стратегии при БА.

Наличие нескольких перспективных лекарственных средств, которые уже находятся на пути в клинику, дает надежду, что скоро наш арсенал пополнится новыми видами лечения, способными замедлить или обратить вспять развитие заболевания.

Нейрофибриллярные и нейродегенеративные патогистологические изменения у APP-трансгенных мышей, которым инъекционно вводили AAV2-мутантный ТАУ: нейропротективные эффекты Церебролизина
(Neurofibrillary and neurodegenerative pathology in APP-transgenic mice injected with AAV2-mutant TAU: neuroprotective effects of Cerebrolysin)

Ubhi K.¹, Rockenstein E.¹, Doppler E.³, Mante M.¹, Adame A.¹, Patrick C.¹, Trejo M.¹, Crews L.², Paulino A.¹, Moessler H.³, Masliah E.^{1, 2
1}Department of Neurosciences, School of Medicine, University of California, La Jolla, San Diego, CA 92093-0624, USA
²Department of Pathology, University of California, La Jolla, San Diego, CA 92093-0624, USA
³EBEWE Pharmaceuticals Research Division, Unterach, Austria

Acta Neuropathol. 2009 (опубликовано в электронном виде 28 февраля). Электронная версия статьи, которая доступна на сайте журнала (doi:10.1007/s00401-009-0505-4) содержит дополнительные материалы, которые доступны для подписчиков.

Резюме. Болезнь Альцгеймера (БА) остается самой распространенной причиной когнитивных и двигательных отклонений в старшей возрастной группе населения. Нейрональные повреждения, по-видимому, обусловлены накоплением олигомеров белка амилоида β (Аβ) и микротубул-ассоциированного белка ТАУ. Мы ранее продемонстрировали, что Церебролизин (ЦБЛ) уменьшает выраженность синаптических и поведенческих нарушений у мышей, трансгенных по белку-предшественнику амилоида (amyloid precursor protein — APP), посредством снижения фосфорилирования APP за счет модификации активности гликогенсинтетазы киназы-3Р (glycogen synthase kinase-3P — GSK3P) и циклинзависимой киназы-5 (cyclin-dependent kinase-5 — CDK5). Эти киназы также регулируют процесс фосфорилирования ТАУ и способствуют развитию нейрофибриллярной патологии. С целью исследования нейропротективного действия ЦБЛ на патологию ТАУ была разработана новая модель нейрофибриллярных изменений с использованием трансфера соматического гена мутантного (мут) ТАУ (P301L) с помощью аденоассоциированного вируса (adeno-associated virus — AAV2). Thyl-APP-трансгенным мышам в возрасте 3 мес. производились двусторонние инъекции AAV2-мутТАУ или AAV2-ЗФБ** в гиппокамп. Через 3 мес. по сравнению с нетрансгенными мышами из контрольной группы у APP-трансгенных мышей интрагиппокапальные инъекции AAV2-мутТАУ приводили к локальному повышенному накоплению фосфорилированного ТАУ и нейродегенерации. По сравнению с животными, которым вводился только носитель, у мышей, которые получили лечение ЦБЛ, после инъекций AAV2-мутТАУ наблюдалось значимое снижение уровня фосфорилирования ТАУ в критических зонах, зависящих от активности GSK3P и CDK5. Это сопровождалось уменьшением выраженности нейродегнеративных изменений в гиппокампе. Полученные результаты подтверждают правильность концепции о том, что нейропротективные эффекты ЦБЛ могут быть опосредованы уменьшением фосфорилирования ТАУ за счет регуляции активности киназ.

Введение. Болезнь Альцгеймера (БА), самое распространенное нейродегенеративное расстройство в Европе и США, характеризуется когнитивными нарушениями, нейродегенерацией, отложением амилоидных бляшек, нейрофибриллярными узелками и глиозом [73, 81]. Нейрофибриллярная патология характеризуется внутриклеточными скоплениями агрегатов гиперфосфорилированного цитоскелет-ассоциированного белка — ТАУ [10, 34, 82]. Процесс нейродегенерации на начальных стадиях БА направлен на синаптические концевые пластинки (терминали) [11, 41], затем распространяется на аксоны и дендриты, вызывая нейрональную дисфункцию и в конечном итоге гибель нейронов на поздних стадиях заболевания [24]. Хотя механизмы нейродегенерации при БА пока не совсем ясны, результаты последних исследований указывают, что ключевую роль в патогенезе БА могут играть изменения в процессинге белка-предшественника амилоида (amyloid precursor protein — APP), ведущие к накоплению белка амилоида β (Аβ) и продуктов С-терминали APP [28, 30, 76]. Агрегаты олигомеров Аβ могут быть причиной повреждения синапсов [74] за счет нарушения высвобождения синаптических везикул, тока аксоплазмы и функций цитоскелета, связанных с изменениями ТАУ. Поражение синапсов в гиппокампе вызывает нарушения памяти и способности к обучению, типичные для БА [85]. Хотя сейчас разрабатываются некоторые виды лечения при БА, направленные на Аβ и ТАУ, действие большинства доступных в настоящее время соединений ограничено влиянием на уровень холинергической нейротрансмиссии [77].

Ноотропное лекарственное средство Церебролизин™ (ЦБЛ, смесь примерно 25 % биологически активных пептидов с низкой молекулярной массой и свободных аминокислот, полученная с помощью биотехнологии с использованием ферментного расщепления очищенных белков свиного мозга) продемонстрировало способность улучшать память у пациентов с легкими и умеренными когнитивными нарушениями [1, 68, 69, 87] и нейротрофическое действие in vitro [38] и в эксперименте на животных моделях нейродегенерации [15, 42, 84]. Кроме того, было показано, что ЦБЛ уменьшает выраженность нейродегенеративных изменений и отложение амилоида в APP-модели патологии, подобной БА [61]. Мы недавно показали, что ЦБЛ может уменьшать амилоидную патологию путем снижения продукции APP и протеолиза [64] за счет регуляции активности сигнальных систем, которые играют роль в фосфорилировании АРР, в частности гликогенсинтетазкиназы-3р (glycogen synthase kinase-3p — GSK3p) и циклинзависимой киназы-5 (cyclin-dependent kinase-5 — CDK5) [61, 63, 65].

Таким образом, ЦБЛ оказывает значимое воздействие на ряд ключевых аспектов, связанных с патогенезом БА; однако влияние ЦБЛ на нейрофибриллярную патологию и на взаимодействие между продуктами АРР и ТАУ остается неясным. Результаты последних исследований свидетельствуют, что снижение уровня ТАУ путем удаления гена ТАУ [58, 80] или за счет иммунотерапии [3, 50, 51, 75] может оказывать защитное действие в трансгенных АРР-моделях. Хотя исследования in vitro продемонстрировали, что лечение ЦБЛ позволяет снизить фософорилирование ТАУ [58, 80], пока неизвестно, может ли ЦБЛ уменьшать выраженность нейрофибриллярной патологии in vivo. Заслуживает внимания тот факт, что сигнальные системы, которые активируются при продукции Аβ и аномальном фосфорилировании ТАУ, аналогичны и включают GSK3p и CDK5 [70]. В данном контексте мы предположили, что, поскольку ЦБЛ регулирует активность киназ, он также может уменьшать выраженность нейрофибриллярной патологии. Для целей данного исследования мы разработали новую модель БА-нейрофибриллярной патологии, в которой АРР-трансгенные мыши получают интрагиппокампальные инъекции аденоассоциированных вирусов (adeno-associated virus — AAV2), экспрессирующих мутантный (мут) ТАУ (P301L). В эксперименте на данной модели лечение ЦБЛ в течение 3 мес. значимо уменьшало фосфорилирование ТАУ, нейрофибриллярную патологию и потери нейронов в гиппокампе АРР трансгенных мышей.

Результаты настоящего исследования свидетельствуют, что чрезмерная экспрессия мутТАУ в гиппокампе АРР-трансгенных мышей приводит к более выраженной нейродегенерации по сравнению с контрольными АРР-трансгенными мышами и что лечение ЦБЛ уменьшает аномальное фосфорилирование ТАУ и нейродегенеративные патоморфологические изменения у этих животных. Выявленные эффекты ЦБЛ дают основание предполагать, что лечение ЦБЛ может быть оказывать благоприятное воздействие на нейрофибриллярную патологию как при БА, так и при других таупатиях.

* Ключевым патогенетическим событием при БА служит аномальная сборка и агрегация нормального растворимого пептида β-амилоида. При этом образуются нити, которые обладают нейротоксическими свойствами и способны формировать нерастворимые амилоидные бляшки, накапливающиеся в мозге. В конце 1990-х гг. были искусственно синтезированы пептиды, состоящие из 5 аминокислот, которые имитируют фрагмент амилоида, задействованный при патологической сборке. Эти пептиды, названные бета-брейкерами (β-sheet breakers), представляют собой новый класс потенциальных лекарственных средств, которые не только блокируют образование бляшек, но и вызывают разрушение уже существующих скоплений амилоида (прим. пер.).

** ЗФБ — зеленый флуоресцентный белок (green fluorescent protein — GFP).