Молекула из винограда защитила нейроны от гибели

Исследователи из ТИБОХ ДВО РАН и ННЦМБ ДВО РАН выявили, что сорт винограда «Альфа» содержит вещество, способное защищать нервные клетки от гибели при болезни Паркинсона. Результаты работы опубликованы в журнале Antioxidants, сообщается на сайте института.

Болезнь Паркинсона — второе по частоте нейродегенеративное заболевание после болезни Альцгеймера. Оно развивается из-за массовой гибели дофаминовых нейронов в черной субстанции мозга, что приводит к потере контроля над движениями: тремору, скованности, замедленности. Со временем присоединяются когнитивные нарушения, депрессия и деменция.

Сейчас терапия лишь временно облегчает симптомы, восполняя нехватку дофамина. Однако гибель нейронов не прекращается, эффективность лечения со временем падает, а побочные эффекты включают непроизвольные движения — дискинезии.

Эксперименты на мышах показали, что соединение транс-витизин B (tVB) улучшает двигательные функции и память без побочных эффектов. Молекула tVB состоит из четырех связанных молекул ресвератрола, известного антиоксидантными свойствами, но тетрамерная форма оказалась значительно эффективнее.

В лабораторных тестах ученые проверили действие tVB на иммунные клетки мозга, которые при болезни Паркинсона активируются и вызывают гибель нейронов, выделяя провоспалительные вещества и активные формы кислорода. «Оказалось, что даже в минимальных концентрациях (0,1-10 мкМ) транс-витизин B подавляет выработку воспалительных цитокинов IL-1β и TNF-α на 77% и 11% соответственно. Он также снижал уровень оксида азота и активных форм кислорода, которые повреждают клеточные мембраны и митохондрии», — говорится в сообщении ученых.

На модели болезни Паркинсона у мышей tVB продемонстрировал впечатляющие результаты. Животных разделили на четыре группы: контрольная, получавшая только ротенон, получавшая ротенон и tVB, и получавшая ротенон и леводопу для сравнения. Ротенон вводили подкожно 14 дней, затем еще 14 дней давали либо tVB (1 мг/кг), либо леводопу (10 мг/кг).

Ротенон — природный токсичный изофлавоноид, получаемый из корней некоторых растений семейства бобовых. Леводопа (L-ДОФА) — основное лекарство для лечения болезни Паркинсона, которое проникает в мозг и превращается там в недостающий дофамин.

«Тесты на поведение показали, что мыши, получавшие ротенон, становились малоподвижными, подолгу замирали на месте, хуже ориентировались в лабиринте и почти не пытались вставать на задние лапы. Но у животных, которым вводили tVB, ситуация кардинально менялась: они в три раза чаще поднимались на задние лапы в „цилиндровом тесте“, почти полностью избавились от патологической заторможенности в открытом поле и восстановили пространственную память в Y-образном лабиринте», — гласит исследование.

В отличие от леводопы, tVB не влиял на силу мышц. У мышей, получавших стандартное лечение, сила хвата снизилась на 14%, возможно, из-за проблем с движением. У животных, получавших tVB, этот показатель остался на уровне здоровых мышей.

Анализ мозга подтвердил нейропротекторный эффект. В черной субстанции мышей, получавших ротенон, количество дофаминовых нейронов снизилось на 36,5%. После курса tVB показатель вырос на 22% — нейроны частично восстановились. Леводопа не улучшила выживаемость клеток, лишь заставила оставшиеся нейроны работать активнее.

Защитное действие tVB не ограничилось этим. Вещество снижало активность микроглии, клеток, вызывающих воспаление в мозге. В группе с ротеноном количество активированных микроглиальных клеток выросло на 39%, а после введения tVB снизилось на 30%. Также tVB уменьшал число нейронов, производящих нейрональную NO-синтазу — фермент, вырабатывающий оксид азота и повреждающий митохондрии.

«Одно из самых неожиданных открытий касалось белка тау, который обычно связывают с болезнью Альцгеймера. Оказывается, при болезни Паркинсона в черной субстанции тоже накапливаются патологические формы фосфорилированного тау-белка, которые образуют нейрофибриллярные клубки. В группе ротенона количество таких клубков выросло на 58%, а tVB снизил их количество на 24%. Леводопа показала даже больший эффект — 35%, но, в отличие от tVB, она не защищала нейроны», — пришли к выводу ученые.

Ученые предположили, что ключевую роль в защите клеток играет белок теплового шока HSP70 — молекулярный шаперон, помогающий другим белкам правильно сворачиваться и предотвращающий их агрегацию. В клетках микроглии, подвергшихся воздействию LPS, уровень HSP70 снизился на 20%. Однако добавление tVB увеличило этот уровень на 62%. Это указывает на то, что tVB помогает клеткам поддерживать внутренний порядок, важный для здоровья мозга.

Ученые выделили пять ключевых механизмов действия tVB:

Все это происходит без побочных эффектов, часто сопровождающих другие лекарства. Однако прежде чем tVB можно будет применять у людей, необходимы дополнительные исследования. Вещество тестировали только на одной группе мышей и в одной дозе. Также неизвестно, сможет ли tVB преодолеть гематоэнцефалический барьер, защищающий мозг от посторонних веществ.

ГЭБ (гематоэнцефалический барьер) — естественный физиологический барьер между кровеносной системой и центральной нервной системой.

Тем не менее результаты показали, что tVB влияет на мозг мышей, хотя бы частично проникая через барьер. Возможно, при болезни Паркинсона этот барьер становится более проницаемым или существуют другие способы доставки tVB в мозг. Исследование открыло новое направление в поиске терапии болезни Паркинсона. Вместо борьбы с симптомами, возможно, стоит воздействовать на фундаментальные механизмы клеточной защиты, используя природные соединения.

Впереди — исследования на других моделях, изучение дозовых режимов, биораспределения и, если все пройдет успешно, долгий путь к клиническим испытаниям. Но уже сейчас ясно, что природа может дать ключи к лечению заболеваний, которые мы долго считали неизбежными спутниками старения.