Почему у пресноводной гидры не бывает болезни Альцгеймера

Кратко рассматривается история исследования фундаментальных механизмов патогенеза болезни Альцгеймера (БА). Анализируются концепции, в которых решающая роль в развитии данной болезни приписывалась алюминию или свободным радикалам. Подчеркивается отсутствие на сегодняшний день надежных данных в поддержку этих концепций. Излагается точка зрения автора, согласно которой практически все результаты, свидетельствующие о целесообразности использования антиоксидантов (а также других потенциальных лекарств от БА) для предотвращения и лечения БА, были получены на модельных животных с теми или иными патологиями (например, с сильным окислительным стрессом), которые и способствуют формированию симптомов, сходных с симптомами БА у людей. В этой связи проводятся параллели с экспериментально-геронтологическими работами, направленными на изучение влияния калорийно ограниченного питания на старение и продолжительность жизни. Отмечается, что и в этих исследованиях использовали животных, которые либо не являлись совершенно нормальными, либо находились в неблагоприятных условиях. По мнению автора, отсутствие серьезных успехов в разработке эффективных геропротекторов или препаратов для профилактики/лечения БА связано с игнорированием большинством специалистов принципов классической геронтологии – в частности, определений старения и возрастных болезней, а также корректных подходов к выбору контрольных объектов для своих исследований. Подчеркивается, что человек, к сожалению, не может использовать для борьбы со старением и возрастными болезнями метод пресноводной гидры. Она в определенных условиях непрерывно обновляет все клетки (включая нервные) своего организма и тем самым обеспечивает свое «бессмертие». У человека замена «старых» нейронов может привести к утрате личности/индивидуальности, а «ремонт» этих клеток на сегодняшний день представляется невозможным. В связи с этим автор считает целесообразным проводить исследования старения постмитотических клеток в экспериментах на стационарных клеточных культурах, что может ускорить, в частности, расшифровку механизмов накопления в нейронах бета-амилоида и старческих пигментов типа липофусцина. Отмечается необходимость проведения клинических исследований БА как дополняющих экспериментальные работы, хотя первые и являются гораздо более дорогими и длительными. Только подтверждение в исследованиях на людях эффективности препаратов, разработанных в экспериментах на модельных животных, позволит рекомендовать их для использования в клинике.

1. Crapper D.R., Dalton A.J. Alterations and short-term retention, conditioned avoidance response acquisition and motivation following aluminum induced neurofibrillary degeneration. Physiol. Behav. 1973;10(5):925–933.

2. Crapper D.R., Krishnan S.S., Dalton A.J. Brain aluminum distribution in Alzheimer’s disease and experimental neurofibrillary degeneration. Science. 1973;180(4085):511–513.

3. Crapper D.R., Krishnan S.S., Quittkat S. Aluminum, neurofibrillary degeneration and Alzheimer’s disease. Brain. 1976;99(1):67–80.

4. Crapper D.R., Quittkat S., De Boni U. Altered chromatin conformation in Alzheimer’s disease. Brain. 1979;102(3):483–495.

5. Crapper D.R., Quittkat S., Krishnan S.S., Dalton A.J., De Boni U. Intranuclear aluminum content in Alzheimer’s disease, dialysis encephalopathy and experimental aluminum encephalopathy. Acta Neuropathol. (Berl). 1980;50(1):19–24.

6. De Boni U., Crapper McLachlan D.R. Senile dementia and Alzheimer’s disease: A current view. Life Sci. 1980;27(1):1–14.

7. Crapper McLachlan D.R., Krishnan S.S., Quittkat S., De Boni U. Brain aluminum in Alzheimer’s disease: influence of sample size and case selection. NeuroToxicology. 1980;1(4):25–32.

8. Crapper McLachlan D.R., Lewis P.N., Lukiw W.J., Senia A., Bergeron C., De Boni U. Chromatin structure in dementia. Ann. Neurol. 1984;15(4):329–334.

9. McLachlan D.R.C. Aluminum and Alzheimer’s disease. Neurobiol. Aging. 1986;7(6):525–532.

10. Wisniewski H.M., Moretz R.C., Iqbal K. No evidence for aluminum in etiology and pathogenesis of Alzheimer’s disease. Neurobiol. Aging. 1986;7(6):532–535.

11. McLachlan D.C., Lukiw W.J., Kruck T.P.A. New evidence for an active role of aluminum in Alzheimer’s disease. Canad. J. Neurol. Sci. 1989;16(S4):490–497.

12. Willhite C.C., Ball G.L., McLellan C.J. Total allowable concentrations of monomeric inorganic aluminum and hydrated aluminum silicates in drinking water. Crit. Rev. Toxicol. 2012;42(5):358–442.

13. Tuppo E.E., Forman L.J. Free radical oxidative damage and Alzheimer’s disease. J. Osteopath. Med. 2001;101(s121):11–15.

14. Retz W., Gsell W., Münch G., Rösler M., Riederer P. Free radicals in Alzheimer’s disease. Alzheimer’s Disease– From Basic Research to Clinical Applications. Ed. H.J. Hertz and Th. Arendt. Wien: Springer-Verlag; 1998:221–236.

15. Huang W.J., Zhang X.I.A., Chen W.W. Role of oxidative stress in Alzheimer’s disease. Biomed. Rep. 2016;4(5):519–522.

16. Peña-Bautista C., Baquero M., Vento M., CháferPericás C. Free radicals in Alzheimer’s disease: Lipid peroxidation biomarkers. Clin. Chim. Acta. 2019;491:85–90.

17. Ionescu-Tucker A., Cotman C.W. Emerging roles of oxidative stress in brain aging and Alzheimer’s disease. Neurobiol. Aging. 2021;107:86–95.

18. Sharma C., Kim S., Nam Y., Jung U.J., Kim S.R. Mitochondrial dysfunction as a driver of cognitive impairment in Alzheimer’s disease. Int. J. Mol. Sci. 2021;22(9):4850.

19. Stefanova N.A., Muraleva N.A., Skulachev V.P., Kolosova N.G. Alzheimer’s disease-like pathology in senescence-accelerated OXYS rats can be partially retarded with mitochondria-targeted antioxidant SkQ1. J. Alzheimer’s Dis. 2014;38(3):681–694.

20. Kolosova N.G., Tyumentsev M.A., Muraleva N.A., Kiseleva E., Vitovtov A.O., Stefanova N.A. Antioxidant SkQ1 alleviates signs of Alzheimer’s disease-like pathology in old OXYS rats by reversing mitochondrial deterioration. Curr. Alzheimer Res. 2017;14(12):1283–1292.

21. Chin J. Selecting a mouse model of Alzheimer’s Disease. Alzheimer’s Disease and Frontotemporal Dementia. Methods in Molecular Biology, vol. 670. Ed. E. Roberson. Totowa: Humana Press; 2010:169–189.

22. Hassanzadeh G., Hosseini A., Pasbakhsh P., Akbari M., Ghaffarpour M., Takzare N., Zahmatkesh M. Trimetazidine prevents oxidative changes induced in a rat model of sporadic type of Alzheimer’s disease. Acta Med. Iran. 2015;53(1):17–24.

23. Saleem S., Kannan R.R. Zebrafish: an emerging real-time model system to study Alzheimer’s disease and neurospecific drug discovery. Cell Death Discov. 2018;4(1):45.

24. Khokhlov A.N., Klebanov A.A., Morgunova G.V. On choosing control objects in experimental gerontological research. Moscow Univ. Biol. Sci. Bull. 2018;73(2):59–62.

25. Morgunova G.V., Shilovsky G.A., Khokhlov A.N. Effect of caloric restriction on aging: Fixing the problems of nutrient sensing in postmitotic cells? Biochemistry (Mosc.). 2021;86(10):1352–1367.

26. McCay C.M., Crowell M.F., Maynard L.A. The effect of retarded growth upon the length of life span and upon the ultimate body size. J. Nutr. 1935;10(1):63–79.

27. Chesky J.A., Rockstein M. Life span characteristics in the male Fischer rat. Exp. Aging Res. 1976;2(5):399–407.

28. Carey J.R., Judge D.S. Longevity records: life spans of mammals, birds, amphibians, reptiles, and fish. Odense monographs on population aging, 8. Odense: Odense Univ. Press; 2000. 241 pp.

29. Nistiar F., Racz O., Lukacinova A., Hubkova B., Novakova J., Lovasova E., Sedlakova E. Age dependency on some physiological and biochemical parameters of male Wistar rats in controlled environment. J. Environ. Sci. Health A Tox. Hazard Subst. Environ. Eng. 2012;47(9):1224–1233.

30. Maronpot R.R., Nyska A., Foreman J.E., Ramot Y. The legacy of the F344 rat as a cancer bioassay model (a retrospective summary of three common F344 rat neoplasms). Crit. Rev. Toxicol. 2016;46(8):641–675.

31. McCay C.M., Pope F., Lunsford W. Experimental prolongation of the life span. Bull. N. Y. Acad. Med. 1956;32(2):91–101.

32. Anisimov V.N., Egorov M.V., Krasilshchikova M.S., et al. Effects of the mitochondria-targeted antioxidant SkQ1 on lifespan of rodents. Aging (Albany N.Y.). 2011;3(11):1110–1119.

33. Frolkis V.V., Muradian Kh.K. Life span prolongation. Boca Raton: CRC Press; 1991. 427 pp.

34. Khokhlov A.N., Morgunova G.V. Testing of geroprotectors in experiments on cell cultures: pros and cons. Anti-aging drugs: From basic research to clinical practice. Ed. A.M. Vaiserman. Royal Society of Chemistry; 2017:53–74.

35. Khokhlov A.N., Klebanov A.A., Morgunova G.V. Anti-aging drug discovery in experimental gerontological studies: from organism to cell and back. Aging: exploring a complex phenomenon. Ed. Sh.I. Ahmad. Boca Raton: Taylor & Francis; 2018:577–595.

36. Khokhlov A.N. Reflections of a pessimistic gerontologist or why we still do not live 1000 years. Moscow Univ. Biol. Sci. Bull. 2021;76(4):239–243.

37. Cramer P.E., Cirrito J.R., Wesson D.W., Lee C.D., Karlo J.C., Zinn A.E., Casali B.T., Restivo J.L., Goebel W.D., James M.J., Brunden K.R. ApoE-directed therapeutics rapidly clear β-amyloid and reverse deficits in AD mouse models. Science. 2012;335(6075):1503–1506.

38. Balducci C., Paladini A., Micotti E., Tolomeo D., La Vitola P., Grigoli E., Richardson J.C., Forloni G. The continuing failure of bexarotene in Alzheimer’s disease mice. J. Alzheimer’s Dis. 2015;46(2):471–482.

39. O’Hare E., Jeggo R., Kim E.M., Barbour B., Walczak J.S., Palmer P., Lyons T., Page D., Hanna D., Meara J.R., Spanswick D. Lack of support for bexarotene as a treatment for Alzheimer’s disease. Neuropharmacol. 2016;100:124–130.

40. Vidal V., Puente A., García-Cerro S., García Unzueta M.T., Rueda N., Riancho J., Martínez-Cué C. Bexarotene impairs cognition and produces hypothyroidism in a mouse model of Down syndrome and Alzheimer’s disease. Front. Pharmacol. 2021;12:613211.

41. Khokhlov A.N. How scientometrics became the most important science for researchers of all specialties. Moscow Univ. Biol. Sci. Bull. 2020;75(4):159–163.

42. Aicardi G. New hope from an old drug: fighting Alzheimer’s disease with the cancer drug bexarotene (targretin)? Rejuvenation Res. 2013;16(6):524–528.

43. Khokhlov A.N. The immortality of the germ line: the neverending story. Moscow Univ. Biol. Sci. Bull. 2019;74(4):189–193.

44. Khokhlov A.N., Morgunova G.V., Klebanov A.A. Demographic approaches to the study of aging on cell cultures. Moscow Univ. Biol. Sci. Bull. 2019;74(4):262–267.

45. Morgunova G.V., Khokhlov A.N. Signs of similarities and differences in cellular models of aging: A scoping review. Moscow Univ. Biol. Sci. Bull. 2022;77(3):139–146.

46. Khokhlov A.N. On the cholesterol theory of aging–2022. Moscow Univ. Biol. Sci. Bull. 2022;77(4):292–296.

47. Khokhlov A.N. Basics of biology of aging for MSU non-biologists. Moscow Univ. Biol. Sci. Bull. 2023;78(2):115–120.

48. Khokhlov A.N., Morgunova G.V. Is it worth teaching biology students the basics of scientometrics and the instructions for the design of scientific articles, and if so, why? Moscow Univ. Biol. Sci. Bull. 2021;76(3):77–82.

49. Jenner E. An inquiry into the causes and effects of variolae vaccinae, a disease discovered in some western counties of England, particularly Gloucestershire, and known by the name of the cow pox. London: Sampson Low; 1798. 75 pp.

50. Khokhlov A.N. On the immortal hydra. Again. Moscow Univ. Biol. Sci. Bull. 2014;69(4):153–157.

51. Khokhlov A.N. Does aging need its own program, or is the program of development quite sufficient for it? Stationary cell cultures as a tool to search for anti-aging factors. Curr. Aging Sci. 2013;6(1):14–20.

52. Khokhlov A.N. Impairment of regeneration in aging: appropriateness or stochastics? Biogerontology. 2013;14(6):703–708.