Учёные нашли в мозге новый источник деменции

Свободные радикалы из митохондрий астроцитов вызывают воспаление мозга, связанное с деменцией. Новый класс молекул, блокирующих эти радикалы в источнике, может открыть путь к более эффективному лечению нейродегенеративных заболеваний. Фото: Shutterstock

Учёные из Weill Cornell Medicine обнаружили неожиданного виновника развития деменции — свободные радикалы, образующиеся в определённой области клеток мозга, известных как астроциты. Исследование, опубликованное 4 ноября в Nature Metabolism, показало, что блокировка этого конкретного источника снижает воспаление и защищает нейроны. Результаты указывают на перспективную новую стратегию лечения нейродегенеративных заболеваний, таких как лобно-височная деменция и болезнь Альцгеймера.

«Я очень воодушевлена практическим потенциалом этой работы, — заявила доктор Анна Орр, соавтор исследования. — Теперь мы можем нацеливаться на конкретные механизмы и воздействовать именно на те участки, которые имеют значение для болезни».

Исследование сосредоточено на митохондриях — клеточных структурах, производящих энергию. В этом процессе митохондрии выделяют активные формы кислорода (АФК), известные как свободные радикалы. В нормальных количествах АФК помогают регулировать жизненно важные функции клеток, но их избыточное производство может повредить клетки.

«Десятилетия исследований связывают митохондриальные АФК с нейродегенеративными заболеваниями», — отметил доктор Адам Орр, соавтор работы.

Учёные разработали платформу для поиска молекул, которые специфически подавляют АФК в отдельных митохондриальных участках, не нарушая нормальные функции. Команда идентифицировала группу соединений под названием S3QEL, показавших потенциал в блокировании вредной активности АФК.

К удивлению исследователей, избыточные АФК исходили не из нейронов, а из астроцитов — клеток, обеспечивающих структурную и метаболическую поддержку нейронам.

«Когда мы добавили S3QEL, мы обнаружили значительную защиту нейронов, но только в присутствии астроцитов», — пояснил Дэниел Барнетт, ведущий автор исследования.

Дальнейшие эксперименты показали, что при воздействии на астроциты факторов, связанных с болезнью, производство митохондриальных АФК резко возрастало. Лечение S3QEL подавляло большую часть этого роста.

Когда команда ввела соединение S3QEL мышам с моделью лобно-височной деменции, они наблюдали снижение активации астроцитов, уменьшение экспрессии воспалительных генов и снижение модификации тау-белка, связанной с деменцией. Примечательно, что эти эффекты проявлялись даже тогда, когда лечение начиналось после появления симптомов.

Продолжительное лечение улучшило продолжительность жизни, хорошо переносилось и не вызывало значительных побочных эффектов. Команда планирует продолжить разработку соединений S3QEL и исследовать, как гены, связанные с болезнью, влияют на производство АФК.

«Это исследование действительно изменило наше представление о свободных радикалах и открыло много новых направлений для исследований», — заключил доктор Адам Орр.