Вдыхая деменцию: загадка микропыли и мозга

Новое исследование, опубликованное в журнале Science, впервые убедительно доказывает: длительное вдыхание мелких частиц загрязнённого воздуха напрямую связано с риском развития деменции, обусловленной накоплением патологических белков в мозге. Учёные впервые показали, что такие загрязнители способствуют образованию вредных скоплений белка альфа-синуклеина – ключевого «героя» деменции с тельцами Леви, включая форму Паркинсона с деменцией.

PM2.5 – это мелкодисперсные частицы меньше 2,5 микрометров, образующиеся, когда коптят машины, фабрики и лесные пожары. До этого исследователи подозревали: они ведут к Альцгеймеру. Но, оказывается, они круче – подталкивают к редкой, второй по распространённости, нейродегенеративной деменции – с тельцами Леви.

Особенность этой деменции – аномальные сгустки белка альфа-синуклеина в мозговых клетках. Учёные впервые прямо проверили: может ли загрязнённый воздух напрямую влиять на поведение этого белка и объяснять, как экология старит наш мозг.

Один из авторов, профессор университета Джона Хопкинса Сяобо Мао, практически вдохновился своим новым хобби – жизнью девять лет в пыльном Пекине (опыт – лучше любого диплома). Его интерес к белкам и наночастицам плавно вылился в эту работу. Возглавив лабораторию, он и решил науке закрыть «чёрный ящик» механизма между воздухом и деменцией, особенно с тельцами Леви.

Команда копнула глубже: использовали медицинские архивы США – почти 57 миллионов пожилых американцев, наблюдавшихся по страховке Medicare в 2000–2014. Искали первые госпитализации из-за проблем, связанных с деменцией с телами Леви, и сопоставляли их с географией проживания (где больше всего дышали грязным воздухом).

Шок: в районах с самыми крупными выбросами PM2.5 риск госпитализации с деменцией с телами Леви выше на 17% (для «Паркинсон+деменция») и на 12% (для просто деменции с тельцами Леви). И корреляция получилась выше, чем у исследований всех видов деменции вместе. Авторы учли доходы, климат и прочие оправдания, чтобы избежать споров.

Мыши тоже попали под раздачу: одним вдыхать «пыльцу апокалипсиса» приходилось по очереди в течение месяцев. Те, у кого был нормальный альфа-синуклеин, теряли в объёме мозга, их нейроны гибли, а простые задачи стали непосильны. Без белка – мыши оставались трезвыми мышами. Мутация, связанная с ранним Паркинсоном, ускоряла провал теста на мышиную память.

Эксперимент продолжили: давали вдыхать пыль из США, Китая и Европы – разницы почти не было. Синтетический вариант полученной вредной разновидности белка – PM-PFF – показал себя особенно разрушительно: введённый в мозг мышам, он вызывал поведенческие симптомы аналогичные деменции с телами Леви.

Анализы мозга грызунов показали подозрительное сходство с тем, что врачи видят у пациентов с этим типом деменции. Иммунная система мышей реагировала так же, как у людей: воспаления, активация иммунных клеток.

Учёные считают: именно воздействие PM2.5 вынуждает белок альфа-синуклеин скручиваться в особо агрессивный токсичный вариант, который мозгу не под силу переработать. Этот белок токсичнее и легче распространяется по тканям мозга – вне зависимости от того, где пыль была собрана.

Авторы призывают укреплять экологические нормы воздушной чистоты. Потому что теперь понятно: воздух опасен не только для лёгких, но и для наших мозгов.

Однако исследование не идеально: данные о больных — по госпитализациям, а не по настоящему началу болезни, и строились на средних уровнях загрязнения по районам, без учёта, сколько человек сидел по домам. У мышей тоже «лайт»-версия: им закапывали пыль в нос, а не заставляли дышать постоянно, и жизни у мышей куда короче человеческих.

В будущем авторы собираются разобрать «на молекулы» компоненты PM2.5, чтобы понять, что именно превращает белок в убийцу, а также исследовать, почему у некоторых людей риск особенно высок — генетика может дополнительно повышать опасность от плохого воздуха. Глобальная цель – выяснить, как и почему формируются эти белковые комки, и найти хоть какие-то способы их нейтрализовать.