Лечение мозга: в поисках новых терапий, нацеленных на астроциты

Почему вспомогательные клетки мозга важны для повседневной жизни

Статья рассматривает неожиданную идею: многие расстройства мозга можно лечить эффективнее, если перестать фокусироваться только на нейронах и начать обращать внимание на их менее известных партнёров — астроцитов. Эти звездообразные клетки поддержки помогают поддерживать химический баланс мозга, защищают его от повреждений и даже влияют на нашу способность мыслить и запоминать. Поскольку нарушение функции астроцитов наблюдается практически при всех основных заболеваниях мозга — от инсульта и деменции до депрессии и хронической боли — авторы утверждают, что новые лекарства должны проектироваться с учётом именно этих клеток.

Скрытая рабочая сила мозга

Более века нейронаукой главным образом изучались нейроны — клетки, передающие электрические сигналы. Однако нейроны уступают по числу нейроглии, широкой семье клеток поддержки и защиты. Астроциты — самые универсальные представители этой семьи. Они контролируют уровни ключевых веществ, перерабатывают нейромедиаторы, обеспечивают нейроны энергией, удаляют вредные молекулы и помогают поддерживать барьер, отделяющий мозг от кровотока. Каждый астроцит отдает тысячи тонких отростков, обвивающих синапсы и кровеносные сосуды, создавая тесный мост между активностью мозга и его метаболизмом. Поскольку они находятся на этом перекрестке, даже небольшие изменения в работе астроцитов могут распространиться на целые нейронные сети.

От простых помощников к человеческим специалистам

Похожие на астроциты клетки появились на ранних этапах эволюции животных, но в человеческом мозге они стали особенно сложными. По сравнению с грызунами человеческие астроциты крупнее, имеют больше ветвей и проявляют отличающиеся паттерны генетической активности. Эти эволюционные усовершенствования, по-видимому, шли рука об руку с появлением сложного мышления — и с уязвимостью к уникальным для человека заболеваниям мозга. Современные методы одиночноклеточной генетики показывают, что астроциты не единообразны: они образуют множество подтипов, адаптированных к конкретным регионам мозга и задачам. Авторы предлагают новые подходы к классификации этих подтипов — отбрасывая общие «стрессовые» сигналы и сосредотачиваясь на стабильных молекулярных «отпечатках», определяющих идентичность каждого астроцита.

Как астроциты формируют баланс и резерв мозга

Здоровое мышление зависит от тонкого баланса между возбуждением и торможением в мозговых цепях. Астроциты сильно влияют на этот баланс. Они удаляют избыточный глутамат, основной возбуждающий нейромедиатор, и поставляют прекурсоры как для глутамата, так и для ГАМК — главного тормозного сигнала. Они буферизуют ионы калия и хлора, чтобы электрические сигналы передавались правильно, и создают низкоуровневое «тоническое» торможение через выделение ГАМК. Астроциты также составляют основу «когнитивного резерва» мозга — его способности противостоять старению и болезням. Поддерживая формирование и поддержание синапсов, снабжая нейроны энергией, ограничивая окислительный стресс и помогая мозгу адаптироваться к повреждениям, астроциты повышают устойчивость. Когда эти гомеостатические функции ослабевают с возрастом или при хроническом стрессе, мозг становится более уязвимым даже до появления явной потери нейронов.

Астроциты при болезнях: слишком реактивные, слишком слабые или и то, и другое

При заболеваниях мозга астроциты не просто «включаются» или «выключаются». Они проходят через спектр изменённых состояний. После острых повреждений, таких как травма или инсульт, они пролиферируют и перестраиваются, образуя защитный барьер вокруг очага, помогая восстановить барьеры и ограничить ущерб. При хронических состояниях — болезни Альцгеймера, Паркинсона, Хантингтона, эпилепсии, депрессии, шизофрении, невропатической боли и других — астроциты могут становиться аномально реактивными, структурно усыхающими, функционально истощёнными или даже токсичными. Плохое удаление глутамата, ослабленное буферирование калия, избыточный выброс воспалительных факторов или ГАМК, а также потеря сосудистой поддержки — повторяющиеся темы. В одном и том же заболевании в разных областях или на разных стадиях могут сосуществовать как гиперактивные, так и атрофические астроциты, что помогает объяснить, почему традиционные препараты, нацеленные только на нейроны, часто оказываются неэффективными.

Новые окна в мир астроцитов в живом мозге

До недавнего времени большая часть знаний об астроцитах была получена из исследований на животных или посмертных анализов человека. Разработка новых ПЭТ-трайсеров теперь позволяет исследователям визуализировать активность астроцитов у живых людей. Несколько трассеров связываются с ферментами или рецепторами, обогащёнными в реактивных астроцитах, показывая, когда и где эти клетки активируются при таких состояниях, как эпилепсия, рассеянный склероз, черепно-мозговые травмы, болезнь Альцгеймера и Паркинсона, большая депрессия и даже длительные симптомы после COVID-19. В случае болезни Альцгеймера, например, визуализация указывает на раннюю «волну» астроглиоза, появляющуюся за годы до потери памяти, за которой позже следует вторая волна, связанная с более прогрессирующей патологией. Эти инструменты могут помочь более ранней диагностике заболеваний и отслеживанию эффективности терапий, нацеленных на астроциты, с течением времени.

Проектирование лечений, ориентированных на астроциты

Поскольку астроциты находятся в центре многих патологических механизмов, авторы описывают ряд перспективных терапевтических целей. Одни подходы направлены на модуляцию структурных белков, определяющих реактивность астроцитов, другие усиливают переносчики глутамата, чтобы предотвратить экзитотоксическое повреждение. Блокирование отдельных мембранных каналов может уменьшить распространение вредных сигналов или ослабить хроническую боль. Ингибирование некоторых астроцитарных ферментов может снизить окислительный стресс, уменьшить избыточный выброс ГАМК или перенаправить метаболические циклы для более безопасного удаления токсичных белков, таких как бета-амилоид. Модуляция водных каналов, контролирующих отёк мозга, рецепторов, распознающих воспалительные или токсические сигналы, и путей, регулирующих энергетический метаболизм астроцитов и выведение отходов, — дополнительные стратегии. В совокупности обзор утверждает, что будущие препараты для лечения заболеваний мозга будут эффективнее, если целенаправленно вовлекать астроциты — восстанавливая их гомеостатические и защитные функции, вместо того чтобы оставлять их вне поля зрения.

Цитирование: Verkhratsky, A., Lee, C.J., Chun, H. et al. Curing the brain: in search for new astrocyte-specific therapies. Exp Mol Med 58, 1086–1127 (2026). https://doi.org/10.1038/s12276-026-01712-4

Ключевые слова: астроциты, нейродегенерация, воспаление мозга, глиальная визуализация, терапии, нацеленные на астроциты