Белок TIMP2, содержащийся в высокой концентрации в крови молодых организмов, способен частично восстановить нормальную функцию иммунных клеток стареющего мозга. В опытах на пожилых грызунах это вещество уменьшило признаки хронического воспаления и усилило способность микроглии к очищению мозговой ткани.

Микроглиальные клетки играют роль защитников и санитаров мозга одновременно. Они выявляют повреждения, поглощают клеточный детрит и поддерживают функционирование нейронных сетей. С течением времени микроглия претерпевает изменения: её очищающая способность снижается, а сама она чаще находится в состоянии воспаления и клеточного старения. Такие трансформации признаны одной из причин повышенной уязвимости пожилого мозга к нейродегенеративным недугам.

Специалисты Медицинской школы Икана (Маунт-Синай) сосредоточили внимание на белке TIMP2. Ранее проведённые исследования продемонстрировали, что уровень TIMP2 максимален в плазме крови молодых индивидов и животных, однако стремительно снижается по мере взросления. Этот же белок ранее связывали с улучшением пластичности гиппокампа и памяти у состарившихся животных.

Для изучения функций TIMP2 исследователи создали модели животных, у которых белок был удалён полностью либо в отдельных типах клеток мозга. Отсутствие TIMP2 существенно влияло на поведение микроглии. Клетки приобретали свойства, типичные для старого или поражённого мозга, менее эффективно устраняли миелиновый мусор, а концентрация белков, связанных с воспалением, стрессом и дисфункцией лизосом, возрастала во внеклеточной среде.

Далее учёные проверили противоположный сценарий. Двадцатимесячным животным вводили рекомбинантный TIMP2 в количестве 50 мкг на килограмм массы тела в течение примерно двух с половиной недель. По завершении лечения в области гиппокампа произошло снижение числа микроглиальных клеток с признаками патологической активации. Анализ активности генов указал на переход от про-воспалительного и старения-ассоциированного состояния к защитному ответу на повреждение.

Изменилась и функциональность клеток. После введения TIMP2 в лизосомах микроглии обнаружилось больше поглощённого синаптического материала. Исследователи рассматривают это как восстановление фагоцитарной деятельности, которая обычно угасает с возрастом. При удалении TIMP2 наблюдался противоположный процесс — микроглия теряла способность к поглощению и выведению миелина.

Это открытие не означает, что учёные разработали методику омоложения человеческого мозга или создали средство против болезни Альцгеймера. Основные работы выполнены на животных моделях, и исследователям требуется установить конкретные молекулярные механизмы действия TIMP2 и возможность переноса результатов на человека. Авторы определяют белок как перспективную терапевтическую мишень, но не как готовое решение.

Исследование раскрывает более значимую перспективу. Возрастные изменения мозга могут быть обусловлены не только необратимым старением нейронов, но и характеристиками окружающей их молекулярной среды. При условии детального уточнения механизмов действия TIMP2 специалисты смогут воздействовать на иммунную систему стареющего мозга без необходимости в переливаниях молодой крови и других экстремальных подходах, применявшихся ранее в экспериментах по омоложению животных.