Исследование болезни Альцгеймера на приматах может помочь в лечении людей

Прочитано: 186 раз(а)


Исследование болезни Альцгеймера на приматах может помочь в лечении, которое многообещающе работает на мышах, но не помогает людям.

По состоянию на 2022 год около 6,5 миллионов американцев страдают болезнью Альцгеймера, болезнью, которая лишает людей памяти, независимости и личности, причиняя страдания как пациентам, так и их семьям. Это число может удвоиться к 2060 году. США вложили значительные средства в исследования болезни Альцгеймера, выделив в этом году 3,5 миллиарда долларов США из федерального бюджета .

Почему же тогда исследователи сегодня не ближе к излечению, чем 30 лет назад?

Еще в 1995 году исследователи создали первую модель болезни Альцгеймера на трансгенных мышах , которая включала генетически модифицированных мышей, несущих ген, связанный с ранним началом болезни Альцгеймера. С тех пор множество исследований было сосредоточено на моделях мышей, у которых в мозгу накапливаются аномальные белки , что является признаком болезни. Хотя эти исследования достигли больших успехов в понимании конкретных механизмов, участвующих в заболевании, они не привели к эффективному лечению.

Как ученые — исследователи, работающие с нечеловеческими приматами , мы считаем, что часть проблемы заключается в том, что мыши не отражают весь спектр болезни Альцгеймера. Однако более дополняющая модель на животных может помочь исследователям лучше перенести результаты исследований на животных на людей.

Почему модели животных?

Важным аспектом понимания того, что идет не так при болезни Альцгеймера, является взаимосвязь между мозгом и поведением. Исследователи в значительной степени полагаются на модели животных для проведения таких исследований, потому что этические и практические проблемы делают их невозможными для проведения на людях.

В последние годы исследователи разработали альтернативные методы изучения болезни Альцгеймера, такие как компьютерные модели и клеточные культуры. Хотя эти варианты кажутся многообещающими для продвижения исследований болезни Альцгеймера, они не заменяют потребности в животных моделях из-за важных ограничений.

Одной из них является их неспособность воспроизвести сложность человеческого мозга. В человеческом мозгу примерно 86 миллиардов нейронов , которые выполняют очень сложные вычисления. Хотя компьютерные модели могут имитировать работу определенных нейронных цепей, они не могут полностью уловить эти сложные взаимодействия и лучше всего работают в сочетании с моделями животных .

Точно так же клеточные культуры и органоиды мозга — миниатюрный мозг, полученный из стволовых клеток человека, — неспособны адекватно имитировать процесс старения и все способы взаимодействия компонентов человеческого тела друг с другом.

В результате этих ограничений исследователи обращаются к животным моделям, которые лучше отражают биологию человека и болезненные процессы.

Проблема с мышами

По данным Национальной ассоциации биомедицинских исследований, примерно 95% лабораторных исследований, проводимых на животных в США , проводятся на мышах и крысах. Болезнь Альцгеймера не является исключением: более 25 лет исследования болезни Альцгеймера были сосредоточены на использовании трансгенных мышей , чтобы лучше понять биологические изменения, связанные с болезнью.

Поскольку мыши естественным образом не болеют болезнью Альцгеймера, они генетически модифицированы для выработки аномальных белков, известных как амилоидные бляшки и нейрофибриллярные клубки тау, чтобы имитировать болезнь Альцгеймера в их мозгу. Эти скопления белка нарушают работу мозга и связаны с ухудшением памяти. В то время как исследования методов лечения, удаляющих эти белки , смогли улучшить когнитивные функции у мышей, аналогичные вмешательства у людей не увенчались успехом.

Это подчеркивает сложность переноса исследований на животных в лаборатории на людей в клинике. Исследования на мышах часто отражают только один аспект заболевания, который может не иметь прямого отношения к людям. Например, большинство моделей трансгенных мышей сосредотачиваются на накоплении амилоидного белка, игнорируя другие важные аспекты заболевания, такие как общая нейродегенерация. Такие ограничения заставили некоторых ученых усомниться в ценности использования моделей мышей для исследования болезни Альцгеймера .

Однако важно признать, что научное знание часто продвигается поэтапно благодаря коллективным результатам многих исследований с использованием различных методов и моделей. Исследования на грызунах обеспечивают необходимую основу для моделей животных, которые лучше имитируют болезнь Альцгеймера в полном объеме, например, приматов.

Нечеловеческие приматы предлагают более близкую модель

Специфические особенности вида, включая структуру мозга, когнитивные способности, продолжительность жизни и степень проявления признаков болезни Альцгеймера, определяют, насколько он подходит для решения конкретных исследовательских задач. Основываясь на этих факторах, мы считаем, что нечеловеческие приматы особенно хорошо подходят для исследований болезни Альцгеймера.

Приматы представляют собой разнообразную группу млекопитающих, в которую входят люди, человекообразные обезьяны, мартышки и полуобезьяны. Нечеловекообразные приматы особенно ценны для понимания старения человека и болезни Альцгеймера, потому что их генетическая структура, мозг, поведение, физиология и процесс старения очень похожи на человеческие. Стареющие обезьяны испытывают снижение когнитивных, физических и сенсорных функций, а также различные заболевания, такие как рак и сердечно-сосудистые заболевания, как и стареющие люди. Возможно, наиболее важным для исследования болезни Альцгеймера является то, что нечеловеческие приматы живут намного дольше, чем грызуны, и могут естественным образом развить некоторые признаки, связанные с болезнью Альцгеймера, по мере взросления.

Использование нечеловеческих приматов в исследованиях сталкивается с некоторыми трудностями . По сравнению с мышами, нечеловеческие приматы дороже содержать и кормить, и они сталкиваются с растущим дефицитом исследовательских центров. Нечеловеческие приматы также являются основными мишенями для активистов, стремящихся остановить использование животных в исследованиях. Тем не менее, в свете продолжающихся неудач с моделями грызунов, нечеловеческие приматы могут значительно помочь ученым лучше понять и лечить болезнь Альцгеймера.

Ученые изучают болезнь Альцгеймера у нечеловеческих приматов несколькими способами.

В рамках одного подхода исследователи изучают виды с короткой продолжительностью жизни, такие как лемуры серых мышей или обыкновенные мартышки , чтобы измерить, как мозг и поведение естественным образом меняются с возрастом, и выявить потенциальные предикторы заболевания. Другие исследователи могут вместо этого ускорить процесс болезни, вызывая образование бляшек или клубков в мозгу долгоживущих видов, таких как макаки-резусы. Эти подходы дают результаты исследований, которые особенно перспективны для тестирования методов лечения в короткие сроки.

Третий подход использует последние достижения в области геномики для изучения мартышек, рожденных с генетическими мутациями , связанными с болезнью Альцгеймера. Этот метод дает возможность протестировать профилактическое лечение в раннем возрасте, задолго до появления каких-либо признаков заболевания.

Наконец, сравнение паттернов, подобных болезни Альцгеймера, у разных видов приматов может помочь выявить критические факторы риска развития болезни, которые можно уменьшить, чтобы способствовать здоровому старению.

Мы считаем, что исследования на нечеловекообразных приматах , если они проводятся с соблюдением самых высоких этических стандартов , дают наилучшие шансы понять, как и почему прогрессирует болезнь Альцгеймера, и разработать методы лечения, которые будут безопасными и эффективными для людей.

Исследование болезни Альцгеймера на приматах может помочь в лечении людей



Новости партнеров