Пилотное исследование повторяющейся транскраниальной магнитной стимуляции уровней Aβ и Tau в спинномозговой жидкости макак-резусов

Амилоид-β (Aβ) и тау являются важными биомаркерами ликвора. Aβ состоит из 42 аминокислот (_Aβ1-42), которые являются продуктом трансмембранного белка-предшественника амилоида (APP), гидролизуемого β- и γ-секретазами1. _Aβ1-42 может агрегироваться во внеклеточные амилоидные бляшки в головном мозге из-за его характеристик ^{растворимости1,2}. Тау представляет собой белок, ассоциированный с микротрубочками, который в основном присутствует в аксонах и участвует в антероградном аксональном ^{транспорте3}. Аномальное гиперфосфорилирование тау в основном индуцируется дисбалансом между киназами и фосфатазами, что приводит к отслоению тау от микротрубочек и образованию нейрофибриллярных клубков (NFT)¹. Концентрация тау увеличивается в ликворе, потому что тау и фосфорилированные тау-белки (pTau) высвобождаются во внеклеточное пространство во время нейродегенеративного процесса. Предыдущие исследования показали, что биомаркеры CSF имеют отношение к трем основным патологическим изменениям мозга болезни Альцгеймера (AD): внеклеточные амилоидные бляшки, внутриклеточное образование NFT и потеря ^{нейронов4}. Аномальные концентрации Aβ и тау присутствуют на ранней стадии БА, что позволяет проводить раннюю диагностику ^БА5,6.

В 2016 году Tsai et al. обнаружили, что неинвазивное мерцание света (40 Гц) снижает уровни _Aβ1-40 и _Aβ1-42 в зрительной коре преддепозитных ^мышей7. Недавно они также сообщили, что стимуляция слухового тонуса (40 Гц) улучшила распознавание и пространственную память, снизила уровень амилоидного белка в гиппокампе и слуховой коре (AC) мышей 5XFAD и снизила концентрацию pTau в модели тауопатии P301S8. Эти результаты показывают, что неинвазивные методы могут влиять на метаболизм Aβ и тау.

Как неинвазивный инструмент, транскраниальная магнитная стимуляция (ТМС) может электрически стимулировать нервную ткань, включая спинной мозг, периферические нервы и кору головного ^мозга9. Более того, он может модифицировать возбудимость коры головного мозга в стимулируемом месте и в функциональных связях. Поэтому ТМС используется при лечении нейродегенеративных расстройств и прогностических и диагностических тестах. Наиболее распространенная форма клинического вмешательства в ТМС, rTMS, может индуцировать активацию коры, модифицировать возбудимость коры и регулировать когнитивную / моторную функцию.

Сообщалось, что 20 Гц rTMS оказывает нейропротекторное действие in vitro против окислительных стрессоров, включая глутамат и Aβ, и улучшает общую жизнеспособность моноклональных клеток гиппокампа HT22 у ^мышей10. После стимуляции rTMS с частотой 1 Гц β-сайт APP-расщепляющего фермента 1, APP, и его С-концевых фрагментов в гиппокампе были значительно снижены. Примечательно, что нарушение долгосрочного потенцирования, пространственного обучения и памяти в гиппокампе CA1 было обращено ^{вспять11,12}. Bai et al. исследовали влияние rTMS на дисфункцию гамма-колебаний, индуцированную Aβ, во время теста рабочей памяти. Они пришли к выводу, что rTMS может обратить вспять дисфункцию, вызванную Aβ, что приводит к потенциальным преимуществам для рабочей ^{памяти13}. Тем не менее, существует мало сообщений о влиянии rTMS на метаболизм тау и динамических изменениях Aβ и tau в CSF до и после rTMS. Данный протокол описывает процедуру исследования влияния rTMS на различных частотах (низкая частота, 1 Гц; высокие частоты, 20 Гц и 40 Гц) на уровни Aβ и тау в CSF макак-резусов.