Никотин по рецептору: от болезни Альцгеймера помогут белковые капли
В России создается инновационный препарат, способный остановить слабоумие, уменьшив негативные симптомы — потерю памяти, тревожность, проблемы с внимательностью. Ученые синтезировали молекулы, которые взаимодействуют в мозге с никотиновыми рецепторами. Испытания на животных показали, что разрабатываемый препарат в форме обычных капель в нос может быть эффективен против болезни Альцгеймера и других нейродегенеративных недугов. В частности, он позволит сохранить ясность ума как можно дольше.
В ответе за память
Никотиновые рецепторы на коже, в иммунных клетках и головном мозге вызывают огромный интерес у ученых, так как снижение их количества приводит к повышенной тревожности, резкому ухудшению памяти и другим негативным симптомам. Как говорят специалисты, это древнейшие рецепторы, сформировавшиеся у животных в ходе эволюции, еще до появления нервной системы. И именно они играют важную роль в поддержании когнитивных функций живых организмов — отвечают за память, координацию движений и другие функции мозга.
Ученые Института биоорганической химии РАН синтезировали белки, которые связываются с никотиновыми рецепторами, и запатентовали оригинальную молекулу действующего вещества. Она перспективна для создания не имеющего мировых аналогов лекарства от деменции. Дело в том, что у людей, страдающих от болезни Альцгеймера (БА) и других нейродегенеративных заболеваний, наблюдается снижение числа никотиновых рецепторов.
Как сообщил «Известиям» руководитель лаборатории биоинженерии противоопухолевых препаратов и искусственных нейромодуляторов ИБХ РАН Захар Шенкарев, создаваемый препарат будет использован для поддерживающей терапии: он сохранит пациентам с болезнью Альцгеймера и признаками деменции достойное качество жизни.
— Сейчас во всем мире разрабатывается несколько классов препаратов от болезни Альцгеймера, — отметил Захар Шенкарев. — Одни из них основаны на антителах и останавливают процесс образования нерастворимых амилоидных бляшек в мозге. Другие препятствуют разрушению ацетилхолина, тем самым поддерживая функцию никотиновых рецепторов. Однако мы пошли по другому пути и защищаем никотиновые рецепторы от действия бета-амилоидного пептида, основного и самого токсичного компонента амилоидных бляшек.
Обоняние вернулось
Ученые в лабораторных условиях синтезировали белки, модулирующие работу никотиновых рецепторов. Такие белки способны активировать или ослаблять работу рецепторов по принципу включения-выключения. Сначала исследования проводили на белках, выращенных в культуре кишечной палочки E. coli. Затем был синтезирован препарат, сохраняющий биологические свойства исследованных белков. Ученые протестировали его на лабораторных мышах.
Выяснилось, что препарат показывает наибольшую эффективность, когда вводится животным интраназально.
— Дело в том, что в перегородке, которая находится между мозгом и носом, присутствуют никотиновые рецепторы. И когда синтезированное вещество с ними связывается, оно проходит гематоэнцефалический барьер. Препарат со временем накапливается в областях мозга, ответственных за память и другие когнитивные функции, и мы получаем возможность проследить вызванные им эффекты, — пояснил Захар Шенкарев.
Для проверки действия вещества ученые провели на мышах серию когнитивных тестов. Они показали, что у подопытных животных, получавших препарат, снизилась тревожность, повысилась мозговая активность и моторная память.
На следующем этапе биологи протестировали специально полученную линию животных, моделирующих болезнь Альцгеймера. Выяснилось, что использование нового препарата останавливает процесс разрушения функции рецепторов никотина и снимает негативные симптомы болезни.
— Очень важно, что к мышам вернулось обоняние. Это яркий симптом деменции, когда нарушается способность распознавать запахи. Он характерен в том числе и для людей, страдающих болезнью Альцгеймера. Кроме того, все процессы, которые отвечают за память, стали проходить лучше, — отметил Захар Шенкарев.
В состав лекарства сам никотин входить не будет, пояснили ученые, но в нем будет содержаться вещество, стимулирующее никотиновый рецептор.
В мире гипотез
На сегодняшний день существует более десяти гипотез, предложенных для объяснения причин и механизмов развития болезни Альцгеймера, рассказала «Известиям» доцент кафедры нейротехнологий Института биологии и биомедицины ННГУ Елена Митрошина.
— Гипотеза о том, что основной причиной заболевания является чрезмерное накопление в тканях мозга белка бета-амилоида, наиболее распространена, однако полностью объяснить разнообразные варианты возникновения и протекания болезни она не может. Альфа-7 — никотиновый ацетилхолиновый рецептор, который и был предметом изучения ученых из ИБХ РАН, играет важную роль при развитии БА, — сообщила эксперт. — Научные коллективы в разных странах мира пытаются найти способы использования этих структур в терапии нейродегенерации. Один из возможных способов и был предложен нашими коллегами.
Изучения нейрорецепторов и нейромедиаторных систем — самое перспективное направление поиска новых веществ, способных приостановить развитие старческого слабоумия, уверен заведующий кафедрой общей врачебной практики РУДН Николай Стуров.
— Нигде давно не появлялось новых разработок, способных эффективно тормозить развитие болезни Альцгеймера. То, что наши ученые нашли перспективную субстанцию и провели первые успешные испытания на лабораторных животных, — это очень хорошая новость для всего мирового сообщества, — сообщил он.
Ученые планируют продолжить доклинические испытания нового препарата от деменции. Полученный на этом этапе результат дает возможность предполагать, что новое лекарство будет выпущено в форме простых капель в нос или спрея, что существенно упростит его использование.
Никотин — это растительный аналог ацетилхолина, одного из главных природных нейромедиаторов. Так же, как и никотин, ацетилхолин взаимодействует с никотиновыми рецепторами, расположенными на коже, в иммунных клетках и головном мозге.
