The role of microglia in Alzheimers disease pathogenesis

Alzheimer disease is nowadays the most common cause of dementia in ageing society. It is characterised by neurodegenerative changes in brain structure, assisted by amyloid β deposits, neurofibrillary tangles and dystrophic neuritis. Despite huge effort and resources, we still wasn’t able to learn everything about what causes the disease and how exactly it develops, how to cure them and prevent. One of the main factors participating in pathology of the disease is microglia, resident cells of innate immune system in CNS. They express different kinds of receptors on their surface: for classical neurotransmitters and for immunocompetent molecules; they produce also pro- and anti-inflammatory molecules. They also participate in pathogen fight and in removing and repairing injured nervous tissue. Microglia may exist in three stages of activation: resting (ramified), activated and phagocytic of which the two latter are associated with AD pathogenesis. Predominant hypothesis which concerns microglia in AD defines it as a central factor in chronic neuroinflammation. However, opinions on this subject vary: many authors highlight positive role of microglia, e.g. its ability to phagocytise Aβ or to release neurotrophic factors. Convincing evidence for microglial autoregulation of activation state also exist, which theoretically could prevent overexpression of proinflammatory cytokines that would drive chronic inflammation. There are also authors who postulate hypothesis of dystrophic and dysfunctional microglia, which could appear with aging. This kind of microglia could cripple functions of immunological system and participate in developing pathological changes because of this disability.

Choroba Alzheimera to dziś najczęstsza przyczyna demencji wśród starzejącej się populacji. Charakteryzuje się zmianami neurodegeneracyjnymi w mózgu, którym towarzyszą złogi amyloidu β, splątki neurofibrylarne białka tau oraz dystroficzne neuryty. Mimo ogromnego nakładu sił i środków, wciąż nie wiemy wszystkiego o jej przyczynach, dokładnym przebiegu, nie wspominając o leczeniu i zapobieganiu. Jednym z czynników biorących udział w patologii tego schorzenia jest mikroglej, komórki wrodzonego układu odpornościowego rezydujące w OUN. Charakteryzują się ekspresją wielu różnych receptorów: dla klasycznych neuroprzekaźników oraz cząstek immunokompetentnych, a także produkcją czynników pro- i przeciwzapalnych. Uczestniczą w walce z patogenem oraz usuwaniu i naprawie uszkodzonej tkanki nerwowej. Występują w trzech stanach aktywacji: spoczynkowym, aktywnym i fagocytarnym, czego dwie ostatnie formy łączy się z patogenezą AD. Dominująca hipoteza określająca rolę mikrogleju w tym schorzeniu mówi o chronicznym stanie zapalnym, w którego centrum stoi właśnie ten rodzaj komórek. Zdania są jednak podzielone; wiele prac podkreśla pozytywną rolę mikrogleju, np. przez jego zdolność do fagocytowania Aβ czy wydzielania czynników neurotroficznych. Istnieją również dowody na autoregulację aktywacji mikrogleju, która teoretycznie uniemożliwiałaby nadmierne wydzielanie cytokin prozapalnych, które miałoby napędzać w ten sposób chroniczne zapalenie. Są też autorzy postulujący hipotezę dystroficznego, niefunkcjonalnego mikrogleju, którego pojawianie związane jest ze starzeniem się; taki mikroglej miałby upośledzać pracę układu odpornościowego i z powodu niewywiązywania się ze swojego zadania, przyczyniać się do rozwoju zmian patologicznych.