«Перегруженная» микроглия участвует в патогенезе рассеянного склероза

Рассеянный склероз — аутоиммунное поражение центральной нервной системы (ЦНС), при котором разрушаются миелиновые оболочки нервов и гибнут нейроны. В некоторых очагах поражения обнаруживаются «пенистые» клетки микроглии, наполненные липидными каплями. Эти клетки связаны с усилением повреждения аксонов, однако также сообщалось об их противовоспалительной и иммуносупрессивной роли. Чтобы разрешить это противоречивое описание, авторы статьи в Nature Neuroscience подробно проанализировали пенистую микроглию в очагах рассеянного склероза и показали, что эти клетки перегружены продуктами метаболизма липидов, из-за чего их метаболизм и активность нарушены. В них обнаружился высокий уровень моноацилглицероллипаза (MAGL), фермента, который расщепляет липиды, и ученые рассматривают его как потенциальную мишень для терапии рассеянного склероза. 

Клиническая картина и патогенез рассеянного склероза весьма гетерогенны. Очаги поражения разделяют на четыре подтипа: активные, смешанные, неактивные и ремиелинизированные. Первые два подтипа инфильтрированы активной микроглией, что указывает на продолжающуюся демиелинизацию, в них также встречается пенистая микроглия. В неактивных очагах она отсутствует, но наблюдается астроглиоз («рубцевание» нервной ткани), который свидетельствует о необратимом повреждении. Наконец, в ремиелинизированных очагах наблюдается частичное восстановление. 

Ученые исследовали посмертные образцы мозга 28 пациентов, страдавших рассеянным склерозом, и 10 контрольных людей. Высокая доля AL и ML с пенистой микроглией коррелировала с быстрой прогрессией заболевания при жизни, высокая доля RL, наоборот, с более медленной. 

Затем авторы провели липидомный анализ очагов поражения. С помощью жидкостной хроматографии с тандемной масс-спектрометрией (LC-MS/MS) они измерили уровни 712 липидов, относящихся к 31 классу. По сравнению с контролем, во всех типах поражений было снижено содержание липидов, связанных с миелином и клеточными мембранами (холестерин, фосфолипиды и сфинголипиды). Эти изменения были в основном связаны со степенью демиелинизации, поскольку в ремиелинизированных очагах были намного менее выражены. Также выросло соотношение между холестерином и его производными — это указывает на сдвиг от синтеза холестерина к его окислению. В очагах с пенистой микроглией были дополнительно повышены уровни эфиров холестерина, триацилглицеролов, бисмоноацилглицерофосфатов и оксилипинов. 

Скрининг цитокинов в очагах с пенистой микроглией и без нее не выявил разницы в уровнях основных маркеров воспаления (TNF, IL-6, IFN-γ и IL-1β). Различия наблюдались только для трех цитокинов — FasL, связанного с апоптозом, CCL5, участвующего в сигналах адаптивного иммунитета, и SerpinE1, ассоциированного с клеточным старением. Все они были повышены в очагах с пенистой микроглией относительно очагов без нее. 

С помощью секвенирования РНК и протеомики ученые охарактеризовали молекулярный фенотип пенистой микроглии. Она активно экспрессировала маркеры адаптивного иммунного ответа, фагоцитоза, лизосомальной активности, накопления и метаболизма липидов, а также антигенпрезентации. Среди этих клеток авторы выявили субпопуляцию с высоким уровнем GPNMB — маркера лизосомального стресса, — в которой отсутствовали провоспалительные сигналы. 

В поисках потенциальных мишеней для терапии ученые провели профилирование активности белков пенистой микроглии, а именно сериновых и цистеиновых гидролаз — они играют ключевую роль в метаболизме липидов и белков. Активность одной из них, моноацилглицероллипазы (MAGL), связанной с липидными каплями, была снижена во всех типах очагов, кроме смешанных очагов с пенистой микроглией. Уровни мРНК MAGL были наиболее высокими в GPNMB+ пенистой микроглии. 

Наконец, авторы показали, что ингибирование MAGL смягчает патологию у мышей с очаговой демиелинизацией спинного мозга. Демиелинизацию индуцировали лизофосфатидилхолином, а через два дня после его введения начинали лечение ингибитором MAGL. Через 14 дней после начала эксперимента у мышей снижался микроглиоз и накопление липидов в очагах поражения, а сами поврежденные участки частично восстанавливались. 

А оксилипины оказались потенциальным биомаркером прогрессии заболевания — их уровень в спинномозговой жидкости пациентов коррелировал с количеством очагов поражения, содержащих пенистую микроглию.

Таким образом, особая субпопуляция микроглии, подверженная лизосомальному стрессу, ассоциирована с патогенезом при рассеянном склерозе и прогрессией заболевания. Ее молекулярный фенотип и локализация в смешанных и активных очагах указывают на метаболизм, связанный с хронической патологией. Ингибирование фермента MAGL, участвующего в расщеплении липидов и активного в этой субпопуляции, перспективно в качестве терапевтического вмешательства. 

При рассеянном склерозе незрелые олигодендроциты не могут восстановить миелиновые оболочки