Ученые обнаружили скрытый в мозге триггер деменции
Исследовательская группа из Weill Cornell Medicine представила результаты работы, которые могут открыть путь к новым подходам в лечении нейродегенеративных заболеваний, включая болезнь Альцгеймера и лобно-височную деменцию. Учёные установили, что ключевую роль в развитии этих патологий могут играть свободные радикалы — молекулы, способные повреждать клетки мозга. Итоги исследования опубликованы в журнале Nature Metabolism.
Свободные радикалы, или активные формы кислорода, появляются в митохондриях — структурах, обеспечивающих клетки энергией. В небольших концентрациях они необходимы для нормального функционирования клеток, однако их избыток способен вызвать воспаление и структурные повреждения. На протяжении многих лет медики пытались использовать антиоксиданты, чтобы нейтрализовать эти молекулы, но клинические испытания не приносили ожидаемого эффекта. Руководители исследования, Адам и Анна Орр, считают, что причина неудач кроется в неспособности существующих препаратов воздействовать на активные формы кислорода именно в той точке, где они образуются.
Чтобы преодолеть это ограничение, Адам Орр разработал новую платформу для поиска соединений, способных блокировать вредные активные формы кислорода локально, не вмешиваясь в другие процессы, жизненно важные для клетки. С её помощью была выявлена группа перспективных соединений, получившая название S3QEL.
Авторы работы установили, что основной источник опасных молекул — комплекс III митохондрий. Однако неожиданным оказалось то, что эти активные формы кислорода вырабатывались не нейронами, а астроцитами — клетками, которые обычно обеспечивают поддержку и защиту нейронов.
В ходе экспериментов применение S3QEL защищало нервные клетки, но это происходило лишь в тех случаях, когда рядом находились астроциты. Такой результат указал на значимую роль именно астроцитарных активных форм кислорода в механизмах повреждения мозга. Эта роль становилась особенно заметной, когда астроциты подвергались воздействию патологических факторов, таких как воспаление или бета-амилоид — белок, ассоциируемый с болезнью Альцгеймера. В таких условиях клетки начинали вырабатывать значительно больше активных форм кислорода, а S3QEL эффективно снижали их уровень, чего не удавалось добиться другими методами.
Дополнительный анализ показал, что избыток активных форм кислорода, вырабатываемых астроцитами, приводит к изменениям в белках и, как следствие, к изменению работы тысяч генов. Эти изменения формируют воспалительные процессы и создают условия для развития деменции.
Эффективность соединений была проверена на мышах с генетически смоделированной лобно-височной деменцией. После курса лечения исследователи отметили уменьшение воспаления в мозге, снижение выраженности симптомов и увеличение продолжительности жизни животных. Важно, что терапия давала положительный эффект даже тогда, когда её начинали после появления первых признаков заболевания.
Анна Орр подчёркивает, что ключевое преимущество подхода заключается в его точности: блокируются только вредные активные формы кислорода, в то время как здоровые функции мозга сохраняются. При этом соединения не вызывали серьёзных побочных реакций.
Источник: knowridge.com
Свободные радикалы, или активные формы кислорода, появляются в митохондриях — структурах, обеспечивающих клетки энергией. В небольших концентрациях они необходимы для нормального функционирования клеток, однако их избыток способен вызвать воспаление и структурные повреждения. На протяжении многих лет медики пытались использовать антиоксиданты, чтобы нейтрализовать эти молекулы, но клинические испытания не приносили ожидаемого эффекта. Руководители исследования, Адам и Анна Орр, считают, что причина неудач кроется в неспособности существующих препаратов воздействовать на активные формы кислорода именно в той точке, где они образуются.
Чтобы преодолеть это ограничение, Адам Орр разработал новую платформу для поиска соединений, способных блокировать вредные активные формы кислорода локально, не вмешиваясь в другие процессы, жизненно важные для клетки. С её помощью была выявлена группа перспективных соединений, получившая название S3QEL.
Авторы работы установили, что основной источник опасных молекул — комплекс III митохондрий. Однако неожиданным оказалось то, что эти активные формы кислорода вырабатывались не нейронами, а астроцитами — клетками, которые обычно обеспечивают поддержку и защиту нейронов.
В ходе экспериментов применение S3QEL защищало нервные клетки, но это происходило лишь в тех случаях, когда рядом находились астроциты. Такой результат указал на значимую роль именно астроцитарных активных форм кислорода в механизмах повреждения мозга. Эта роль становилась особенно заметной, когда астроциты подвергались воздействию патологических факторов, таких как воспаление или бета-амилоид — белок, ассоциируемый с болезнью Альцгеймера. В таких условиях клетки начинали вырабатывать значительно больше активных форм кислорода, а S3QEL эффективно снижали их уровень, чего не удавалось добиться другими методами.
Дополнительный анализ показал, что избыток активных форм кислорода, вырабатываемых астроцитами, приводит к изменениям в белках и, как следствие, к изменению работы тысяч генов. Эти изменения формируют воспалительные процессы и создают условия для развития деменции.
Эффективность соединений была проверена на мышах с генетически смоделированной лобно-височной деменцией. После курса лечения исследователи отметили уменьшение воспаления в мозге, снижение выраженности симптомов и увеличение продолжительности жизни животных. Важно, что терапия давала положительный эффект даже тогда, когда её начинали после появления первых признаков заболевания.
Анна Орр подчёркивает, что ключевое преимущество подхода заключается в его точности: блокируются только вредные активные формы кислорода, в то время как здоровые функции мозга сохраняются. При этом соединения не вызывали серьёзных побочных реакций.
Источник: knowridge.com
