Препарат, повышающий активность головного мозга "вывоз мусора" Система может снизить уровень токсичных белков, связанных с болезнью Альцгеймера и другими нейродегенеративными расстройствами, и улучшить познавательные способности у мышей, как показало новое исследование нейробиологов из Медицинского центра Колумбийского университета (CUMC). Исследование было опубликовано сегодня в онлайн-издании Nature Medicine.
"Мы впервые показали, что можно использовать лекарство, чтобы активировать эту систему утилизации в нейронах и эффективно замедлить болезнь," сказала руководитель исследования Карен Э. Дафф, доктор философии, профессор патологии и клеточной биологии (в психиатрии и в Институте Тауба по исследованию болезни Альцгеймера и старения мозга) в CUMC и в Психиатрическом институте штата Нью-Йорк. "Это может открыть новые возможности лечения болезни Альцгеймера и многих других нейродегенеративных заболеваний." В качестве лекарственного средства использовался ролипрам, который вызывает тошноту и, следовательно, не подходит для использования у людей, но аналогичные препараты не вызывают тошноту как побочный эффект и могут очень быстро пройти клинические испытания,
Чтобы оставаться здоровыми, клетки мозга должны постоянно удалять старые, изношенные или поврежденные белки, и эту задачу выполняет небольшой молекулярный цилиндр, называемый протеасомой. Протеасома действует как своего рода утилизация мусора, измельчая старые белки, чтобы их можно было переработать в новые. При нейродегенеративных заболеваниях белки, предназначенные для разрушения, накапливаются в нейронах мозга, что позволяет предположить, что протеасомы клетки повреждены.
Используя мышиную модель нейродегенерации, исследователи впервые обнаружили, что тау – токсичный белок, который накапливается при болезни Альцгеймера и других дегенеративных заболеваниях мозга – прилипает к протеасоме и замедляет процесс утилизации белка.
Введение ролипрама активировало протеасомы и восстановило выведение белка до нормального уровня. Препарат также улучшил память больных мышей до уровня, наблюдаемого у здоровых мышей.
Ролипрам ранее тестировался на мышах, и было показано, что он улучшает память, но механизм этого неясен. Новое исследование показывает, что, ингибируя фермент ФДЭ-4, ролипрам вызывает физическое изменение протеасомы, что увеличивает ее активность.
"Мы до сих пор не знаем точно, где происходит активация, но что нового, так это то, что мы можем модифицировать протеасому, чтобы увеличить ее активность. Может быть много других способов сделать это," сказал первый автор исследования Натура Мику, доктор философии, младший научный сотрудник в области патологии и клеточной биологии в CUMC.
Лекарства, нацеленные на протеасомы таким образом, должны работать при любом заболевании, вызванном накоплением аномальных белков, включая болезнь Альцгеймера, Хантингтона, Паркинсона и лобно-височную деменцию.
"Теоретически процедуры, ускоряющие эти механизмы утилизации клеток, должны разрушать только аномальные белки. Нам не нужно знать, какая токсичная форма белка," Доктор Дафф сказал. "При болезни Альцгеймера существует как минимум четыре различных типа: амилоид, тау, альфа-синуклеин и TDP43. Хорошо функционирующая протеасома может очистить все сразу."
"Это захватывающее исследование доктора. Команда Даффа развивает наше базовое понимание протеасомной системы, обеспечивает способ восстановления системы, когда она ломается, и облегчает симптомы нейродегенеративных расстройств," сказал Род Корриво, доктор философии, директор программы Национального института неврологических расстройств и инсульта Национального института здравоохранения, который предоставил финансирование для исследования.