Исследование ученых из Университета Центральной Флориды показало, что связанные с болезнью Альцгеймера генетические мутации могут нарушать работу нервов, управляющих мышцами. Такие изменения возникают даже без участия головного и спинного мозга. Они могут быть связаны с нарушениями походки, равновесия и координации, которые у некоторых людей появляются еще до заметных проблем с памятью.
Работой руководили профессор Центра нанотехнологий Джеймс Хикман и профессор-исследователь Сюфан «Надин» Го вместе со специалистами компании Hesperos. Исследователи изучали редкую наследственную форму болезни Альцгеймера, которая обычно проявляется в возрасте от 40 до 65 лет. Результаты опубликовали в журнале Alzheimer’s & Dementia: The Journal of the Alzheimer’s Association, а финансирование предоставил Национальный институт старения при Национальных институтах здравоохранения США.
Для эксперимента ученые создали лабораторную модель нервно-мышечного соединения из человеческих клеток. В системе использовали здоровые мышечные клетки и двигательные нейроны, полученные из стволовых клеток с мутациями, связанными с наследственной болезнью Альцгеймера. Модель специально разработали без головного и спинного мозга, чтобы проверить влияние мутаций непосредственно на периферическую нервную систему.
Двигательные нейроны передают мышцам сигналы, необходимые для сокращения и движения. Оказалось, что измененные клетки хуже взаимодействовали с мышечной тканью, из-за чего нарушалась передача сигналов от нерва к мышце. Ученые оценивали стабильность мышечных сокращений и скорость наступления утомления, поскольку сбои в такой связи могут приводить к слабости, снижению координации и трудностям при ходьбе или поддержании позы.
«Двигательные нарушения могут быть более ранним признаком болезни Альцгеймера», — заявила Го. По словам Хикмана, это исследование впервые показало, что мутации способны напрямую вызывать нарушения в периферической нервной системе, поэтому препараты, воздействующие только на мозг, могут не устранять проблемы в других частях организма. При этом эксперимент пока не доказывает, что двигательные изменения у пациентов обязательно появляются раньше потери памяти.
Авторы считают, что дальнейшее изучение походки, координации и работы нервно-мышечных соединений может помочь искать ранние признаки заболевания. Полученные данные также указывают на необходимость разрабатывать подходы, которые поддерживают не только когнитивные функции, но и физическую активность. Использованная технология «человек-на-чипе», созданная Hesperos, может применяться для изучения других болезней и проверки лекарств на моделях, более близких к физиологии человека.