16 многообещающих разработок, которые могут помочь пациентам с болезнью Альцгеймера

Болезнь Альцгеймера (БА) является наиболее распространенной причиной 10 миллионов новых случаев слабоумия, ежегодно диагностируемых во всем мире. Это заболевание поражает в первую очередь пожилых людей, затрагивая 30% населения в возрасте старше 85 лет.

БА влияет на память, мышление и языковые навыки, и даже на способность выполнять простые задачи. Болезнь возникает, когда в тканях головного мозга накапливается белок под названием бета-амилоид*. Эти белковые бляшки в мозгу убивают нервные клетки, что приводит к повреждению механизмов функционирования мозга.

На сегодняшний день это заболевание не имеет эффективного лечения.

Здесь мы хотим рассказать о нескольких примерах перспективных подходов для предотвращения, диагностики и даже лечения болезни Альцгеймера, о которых сообщалось только за последние два года. В силу специфики заболевания здесь мы упомянем не только решения, связанные с цифровыми технологиями, но и более традиционные, лекарственные меры.

Предотвращение

Различные генетические факторы, образ жизни и окружающая среда могут подвергать человека риску заболевания БА. Среди них диабет, высокое кровяное давление, ожирение, курение, депрессия, когнитивная пассивность или низкий уровень образования, а также отсутствие физической активности.

Предотвращение возникновения болезни Альцгеймера связано именно с этими факторами, но есть и другие методы.

1. Вакцина против Альцгеймера

Такая вакцина разрабатывается в израильском в Бар-Иланском университете. Большинство вакцин работают путем усиления иммунной реакции на ослабленный патоген, чтобы повысить способность иммунной системы бороться с настоящим патогеном. Метод израильтян заставляет тело человека атаковать бета-амилоидные белковые бляшки в мозгу. Сейчас, после успешных испытаниях на мышах, ученые готовятся к испытаниям на людях в возрасте 50 лет и младше, людях, генетически склонных к болезни Альцгеймера и людях с синдромом Дауна, которые склонны к этому заболеванию.

2. Приложение для тренировки мозга

Ученые из университетов Алабамы и Западного Кентукки (США) разработали мобильное приложение BrainHQ, которое в игровой форме помогает пожилым людям "тренировать мозг" и позволяет на 30% уменьшить их шансы получить деменцию в ближайшие десять лет. В этой игре игроки должны быстро и точно идентифицировать объекты. Эти объекты по мере развития игры становились все более похожими друг на друга и появлялись все быстрее, заставляя пожилых людей учиться быстрее мыслить.

Согласно исследованию, этот тренинг коррелировался с 29%-снижением риска заболевания болезнью Альцгеймера в течение ближайших десяти лет, если сравнивать с пожилыми людьми, которые не практиковали какие-либо когнитивные тренировки. И каждая очередная тренировочная сессия помогала уменьшить этот риск еще сильнее.

3. Нанотехнологии для замедления развития болезни

Исследователи израильского технологического института Technion разработали новую систему доставки в мозг белка, который способен затормозить развитие болезни Альцгеймера. Наноразмерные кремниевые чипы позволяют напрямую вводить в мозг белок фактора роста нейронов и его постепенно высвобождать в обход гематоэнцефалического барьера. Затем эти наночипы безопасно растворяются.

В серии экспериментов на мышах и клеточной модели болезни Альцгеймера эта методика привела к желаемому результату.

4. Защита гематоэнцефалического барьера

Сочетание двух  препаратов (Memantine and Losartan), которые защищают гематоэнцефалический барьер (между кровью и цереброспинальной жидкостью), потенциально может предотвратить неврологические расстройства, включая болезнь Альцгеймера.

Разработанная лабораторией BGN Technologies университета Бен-Гуриона (Израиль), новая терапия основывается на том, что неправильно функционирующая гематоэнцефалический барьер позволяет нейротоксичным продуктам крови проникать в мозг и вызывать повреждения, ведущие к неврологическим заболеваниям.

Ученые обнаружили, что лечение гематоэнцефалического барьера на ранних стадиях может защитить мозг и предотвратить развитие заболеваний.

5. Приложение для оценки риска развития болезни

Американская компания Pegara объявила о выпуске специализированного программного инструмента brainsalvation, который позволяет оценить риски развития у пользователя болезни Альцгеймера. Это веб-приложение использует в своей работе специализированный опросник, базирующийся на знаниях, накопленных за годы исследовательской работы. Он позволяет пользователю рассчитать "Показатель уменьшения риска", чтобы оценить, как выбор его образа жизни может повлиять на шансы заболеть болезнью Альцгеймера. Причем рассчитать этот показатель могут и близкие люди этого человека, что позволит им оценить, насколько велика возможность для их пожилого родственника риска заболевания БА.

Приложение бесплатное и провериться может любой желающий - все вопросы достаточно просты и не должны доставить проблем никому.

Диагностика

Золотым стандартом для диагностики БА являются ПЭТ-сканирование и спинальная пункция. Это дорогие и рискованные методы.

Более дешевые, неинвазивные тесты, разрабатываемые сегодня, могут иметь решающее значение для постановки гораздо более раннего диагноза, когда лечение будет наиболее эффективным. Бурное развитие в этой сфере связано с появлением технологий на базе искусственного интеллекта.

1. Обнаружение признаков БА за 6 лет до появления симптомов

Исследователи из Калифорнийского университета в Сан-Франциско разработали алгоритм машинного обучения, способный выявлять болезнь Альцгеймера на ранней стадии.

Метод основан на том, что когда клетки мозга заболевают, им постепенно требуется все меньше глюкозы, когда же они умирают, то потребление ими сахара прекращается. Обнаружить это помогает глюкозное ПЭТ-сканирование, но вручную расшифровать такой скан невозможно, а вот алгоритм на это способен.

При исследовании алгоритм машинного обучения правильно определил 92% пациентов, у которых развилась впоследствии болезнь Альцгеймера. Кроме того, система смогла спрогнозировать развитие болезни в среднем чуть более чем за шесть лет до того, как пациенту был поставлен окончательный диагноз.

2. Анализ крови

Исследователи из компании IBM разработали метод, который является альтернативой тестированию спинномозговой жидкости - тест крови, который, по их словам, может предсказать накопление бета-амилоида в спинальной жидкости с точностью до 77%. Разработчики использовали технологию машинного обучения для точного определения четырех белков, которые могут быть обнаружены в крови людей, имеющих высокий генетический риск болезни Альцгеймера. Они считают, что тестирование на эти белки может быть использовано для выявления пациентов, которые еще не проявили симптомов, но могут извлечь пользу из раннего лечения.

С помощью машинного обучения они установили, что белки Хромогранин-А (ХГА), Aβ1-42 (AB42), Эотаксин-3 и Аполипопротеин Е (АПОЕ) являются лучшими предикторами наступления болезни Альцгеймера. Они подтвердили эффективность работы модели, сравнив ее с результатами традиционных анализов.

3. Тестирование по глазам

Израильская компания RetiSpec разрабатывает уникальный глазной сканер для диагностики этого заболевания. По словам представителей компании, такой сканер будет идентифицировать спектральную «подпись» (сигнатуру) нейропатологических изменений, связанных с болезнью Альцгеймера, и делать это будет буквально за секунды.

Это связано с тем, что бета-амилоиды, которые аккумулируются в мозге, образуя «налет» на нем, и являются признаком болезни Альцгеймера, проявляются в сетчатке глаза за 15 лет до того, как можно будет заметить какие-либо симптомы этой страшной болезни, проявляющимся позднее. В настоящее время этой устройство тестируется в Израиле и Канаде.

Аналогичную систему сканирования сетчатки глаз разрабатывают шотландские ученые Эдинбургского университета. Программное обеспечение для анализа изображений, позволяет анализировать изображения, полученные с помощью оборудования для сканирования глаз, которое уже имеется в офисах врачей-офтальмологов. Система позволяет измерять изменения малых кровеносных сосудах в задней части глаза и изменения в слоях нервной ткани глаза, которые связаны с болезнью Альцгеймера и предшествуют серьезным симптомам когнитивного упадка,

4. Чатбот

Чатбот Clara на базе технологии искусственного интеллекта, разработанный учеными Еврейского университета Хадассы (Израиль) может помочь обнаружить ранние признаки БА. Работа Clara основана на относительно недавнем понимании того, что БА влияет на "систему ориентации" мозга, прежде чем она повлияет на память.

Чатбот задает пациентам вопросы о себе и своих отношениях с людьми, местах и событиях. Затем он сравнивает эту информацию с исходными данными и создает компьютерный тест, адаптированный для под конкретного человека. Такой тест может диагностировать болезнь Альцгеймера на очень ранних стадиях.

Согласно исследованию, точность диагностики Clara составляет 95%.

В настоящее время Клара проходит пятилетний тест в Гарварде, чтобы сравнить данные системы с данными маркеров БА, полученными с помощью амилоидного ПЭТ, количественного и функционального МРТ и других нейропсихологических тестов.

5. Искусственный интеллект и МРТ

Испанские исследователи из Валенсийского политехнического университета разработали решение ALTEA. Эта система на базе технологий искусственного интеллекта, которая в настоящее время находится на стадии бета-тестирования, помогает обнаружить болезнь Альцгеймера на самых начальных стадиях. ALTEA делает это за счет визуализации и сегментации изображений, полученных методом магниторезонансной томографии. Затем на их основе система выделяет и анализирует различные параметры, связанные с текстурой головного мозга, преобразованные в биомаркеры болезни Альцгеймера.

Программное обеспечение обеспечивает обработку изображений, из которой извлекаются параметры, позволяющие количественно оценить однородность или неоднородность гиппокампа - части головного мозга, расположенной в его глубине с двух сторон в височных областях. С помощью этих параметров можно охарактеризовать и определить стадию заболевания, а также выявить изменения, которые не замечают врачи.

Лечение

Сегодня разнообразные препараты для лечения БА не могут вылечить или остановить прогрессирование болезни. Они только облегчают или замедляют симптомы болезни Альцгеймера, такие как потеря памяти и замешательство. Но теперь стали появляться и новые решения, находящиеся в стадии разработки, которые направлены на совершенствование методов лечения Альцгеймера.

1. Гипербарическая кислородная терапия

Гипербарическая кислородная терапия может облегчить симптомы, обычно наблюдаемые у людей с БА. Вдыхание чистого кислорода под давлением в помещении или камере стимулирует высвобождение факторов роста нейронов и стволовых клеток, которые способствуют восстановлению клеток мозга.

Это решение исследователи из Тель-Авивского университета протестировали на мышиной модели болезни Альцгеймера, и оно позволило уменьшить поведенческие недостатки мышей по сравнению с контрольными животными.

Дальнейшие исследования позволят исследовать основные механизмы терапии и оценить ее благотворное влияние на пациентов с болезнью Альцгеймера.

2. Электростимуляция мозга

Ученые из Государственного университета Огайо (США) смогли доказать, что глубокая стимуляция мозга с помощью небольшого устройства, напоминающего обычный кардиостимулятор, может замедлить снижение способности принимать решения у пациентов с болезнью Альцгеймера.

В своём исследовании ученые утверждают, что имплантация тонких электродов во фронтальную зону мозга пациентов с болезнью Альцгеймера при использовании стимулятора мозга позволяет улучшить когнитивные, поведенческие и функциональные способности пациентов. Они также обнаружили, что использование этого метода может замедлить снижение работоспособности, которое типично для пациентов в начальной или средней стадии болезни Альцгеймера.

3. Электромагнитное воздействие

Медицинское устройство, которое напоминает по форме шапочку для купания, по словам его разработчиков из компании Banner Health, может стать решением в борьбе с болезнью Альцгеймера. При этом пациенты, страдающие от болезни Альцгеймера, должны всего лишь два месяца носить это устройство на голове в течение часа дважды в день. Устройство NeuroEM использует в своей работе электромагнитное излучение, которое должно воспрепятствовать потере памяти. Пациент при процедуре лечения ничего не чувствует и ничего не слышит. При этом разработчики утверждают, что, хотя устройство и не может повернуть болезнь вспять, оно способно остановить развитие этого страшного и до сих пор неизлечимого заболевания, от которого страдают многие пожилые люди и которое может привести к слабоумию и смерти.

Результаты двухмесячного исследования, опубликованные недавно, показывают, что воздействие было безопасным для всех восьми пациентов с легкой и умеренной степенью заболевания и при этом было отмечено улучшение когнитивных показателей у семи из них.

4. Транскраниальная магнитная стимуляция

Израильская компания Neuronix разработала аппарат NeuroAD, который уже сертифицирован для медицинского использования в Израиле и Европе. При использовании этой системы пациент сидит в кресле, подвергаясь транскраниальной магнитной стимуляции. Это неинвазивная техника стимуляции мозга, которая широко используется сегодня в качестве лечения депрессии. Параллельно пациент выполняет когнитивные тренировочные упражнения, связанные с языком, зрительной памятью, пространственной памятью и пониманием. Лечение, которое длится шесть недель, требует одночасовых сеансов пять дней в неделю.

Недавние клинические испытания показали, что устройство обеспечивает "значимое улучшение" состояния пациентов с легкими или умеренными симптомами болезни Альцгеймера. По словам разработчиков, эти улучшения в когнитивных функциях продолжаются до года, после чего польза от терапии исчезает.

Существует вероятность того, что пациенты могут использовать NeuroAD многократно, возможно раз в год, чтобы получить еще несколько лет улучшенной функциональности и независимости. Но для проверки этого требуются дополнительные исследования.

5. Ультразвук против бета-амилоидов

Ученые из университета Западной Виргинии (США) использовали ультразвук для временного ослабления гематоэнцефалического барьера и доставки в мозг лекарств для лечения болезни Альцгеймера. Они разработали специальный шлем с излучателями, установленными под определенным углом, что позволяло направить излучение в области мозга, отвечающие за память. Тестирование с участием трех пациентов прошло без побочных эффектов, а гематоэнцефалический барьер восстанавливался через сутки. При этом ультразвук дополнительно активировал иммунный ответ, очищающий мозг от опасных отложений.

6. Световое и звуковое воздействие

Американские исследователи Массачусетского технологического института и Технологического института Джорджии смогли доказать, что они могут уменьшить скопление амилоидных бляшек при болезни Альцгеймера, используя только свет и звук. Кроме того, в своих исследованиях им удалось дополнительно добиться заметного улучшения когнитивных способностей у животных при тестировании на мышах.

Исследователи обнаружили, что при одновременном воздействии на мозг синхронизированными звуком и светом с частотой 40 Герц в течение одного часа в день, накопление амилоидов в неокортексе мышей стало уменьшаться. Это может быть связано с тем, что микроглия** - глиальные клетки - работающие как макрофаги, окружают "куски" амилоидного белка и нападают на него после курса терапии.

Исследователи изучили мозг мышей и обнаружили, что амилоидные бляшки почти полностью исчезли на больших участках мозга. Области, которые контролируют высокий уровень когнитивных способностей, также эффективно лечились с помощью этой терапии.

* Бета-амилоиды - общее название для нескольких пептидов, роль которых в нормальной физиологии остается неизвестной. Пептид Aβ42 считается одним из основных факторов, провоцирующих болезнь Альцгеймера. В мозге пациента, страдающего болезнью Альцгеймера, этот пептид может образовывать так называемые амилоидные бляшки, состоящие из скоплений пептида, свёрнутого в виде бета-складки.

** Микроглия — резидентные макрофаги центральной нервной системы. Микроглия играет важную роль в формировании мозга, особенно в формировании и поддержании контактов между нервными клетками — синапсов. Микроглия – это настоящая многофункциональная аварийно-спасательная бригада мозга. Она «выносит» из него «мусор», помогает бороться с инфекциями, призывает на помощь иммунные клетки, переключает связи с поврежденных нейронов на уцелевшие и вообще выполняет массу всего крайне полезного.

По материалам Israel21c, Medgadget.com, The Ohio State University, mHealth Intelligence, Fierce Biotech.