Генетики нашли способ вернуть память при старении и болезни Альцгеймера

Принято считать, что возрастное ухудшение памяти или такие тяжелые диагнозы, как болезнь Альцгеймера, являются необратимыми процессами. Однако наш мозг — это не застывшая структура. Нейроны постоянно настраивают силу своих связей, и именно эта гибкость, называемая синаптической пластичностью, лежит в основе нашей способности запоминать новую информацию. К сожалению, с годами этот механизм дает сбой.

Основой для хранения воспоминаний служат специфические группы нейронов, которые называют энграмами. Они активируются, когда мы что-то учим, и снова зажигаются, когда нужно это вспомнить, формируя своеобразный след памяти. В стареющем мозге эти цепочки начинают работать некорректно, из-за чего доступ к пережитому опыту теряется.

Команда из Института мозга EPFL под руководством Йоханнеса Граффа решила проверить смелую гипотезу: можно ли починить сломанный механизм, если омолодить конкретно эти клетки? В статье авторы заявляют об успехе. Им удалось восстановить когнитивные способности у мышей с помощью «частичного перепрограммирования» нейронов, используя коктейль из трех генов (Oct4, Sox2 и Klf4), известный как OSK.

Ранее уже было известно, что эти факторы могут сбрасывать возрастные маркеры в клетках, возвращая их к более юному состоянию. Новаторство текущего подхода заключалось в том, что воздействие направили не на весь мозг, а точечно — только на те самые энграмы, отвечающие за обучение.

Для реализации задуманного специалисты использовали методы генной терапии. С помощью вирусных векторов в мозг грызунов доставили специальную систему: она помечала светящимся индикатором нейроны, активные во время обучения, и запускала в них выработку белков OSK. Причем включение этих генов происходило лишь на короткий промежуток времени.

Эффект от терапии в зубчатой извилине гиппокампа (зона, отвечающая за недавние воспоминания) оказался поразительным. Пожилые животные начали справляться с задачами на уровне своих молодых сородичей. Когда методику применили к префронтальной коре, мыши смогли вернуть себе даже те воспоминания, которые сформировались несколько недель назад и считались утраченными.

Глубокий анализ тканей показал явные признаки оздоровления нейронов. Клетки сохранили свою идентичность, но их молекулярные характеристики изменились. Структура клеточного ядра, которая обычно деформируется с возрастом, стала выглядеть так же, как у молодых особей.

Особую значимость проект приобретает в контексте борьбы с нейродегенеративными расстройствами. Подопытные мыши с моделью болезни Альцгеймера изначально страдали от плохой навигации и не могли запомнить маршруты. После перепрограммирования энграм в гиппокампе и коре их стратегии обучения улучшились, а долговременная пространственная память восстановилась.

Данный опыт служит важным доказательством концепции: функцию памяти можно вернуть даже после начала когнитивного спада. Главный секрет успеха кроется в точности — воздействие оказывается на малое количество клеток и в течение ограниченного времени, что позволяет получить пользу без риска нарушить работу остального мозга.