Российские учёные хотят создать лекарство, способное предотвратить развитие деменции

На днях актёру Брюсу Уиллису поставили более точный диагноз — лобно-височная деменция (ЛВД). Его заболевание прогрессирует. Но есть шанс, что в будущем с ним смогут справиться
Российские учёные хотят создать лекарство, способное предотвратить развитие деменции
У Брюса Уиллиса лобно-височная деменция (ЛВД), самый распространённый вид данного заболевания. Лечения от этой болезни до сих пор нет, но российские учёные работают над созданием лекарства
Theo Wargo, Getty Images

Российские учёные на базе Института биоорганической химии (ИБХ) имени М. М. Шемякина и Ю. А. Овчинникова РАН первыми в мире смоделировали развитие старческой деменции, воссоздав биохимический процесс, который происходит в клетках на начальных этапах заболевания. Результаты исследования опубликованы в журнале Redox Biology.

— Причины возникновения деменции до сих пор не изучены, но хорошо известно, что воспаление мозга и целый ряд нейродегенеративных заболеваний, в том числе таких, как болезни Альцгеймера и Паркинсона, сопровождаются окислительным стрессом нейронов, — рассказывает Metro один из авторов исследования Олег Подгорный, кандидат биологических наук, руководитель группы редокс-биологии ИБХ РАН. — Мы дышим кислородом, который необходим для энергии и целого ряда биохимических реакций в организме. К сожалению, побочным продуктом дыхания является генерация активных форм кислорода. Это соединения, которые вступают в быстрые реакции с основными компонентами клеток: клеточными мембранами, белками и нуклеиновыми кислотами — и постепенно разрушают их. Для защиты от этого процесса природа снабдила клетки специальными системами. При старении организма, воспалении и других патологических процессах эти системы перестают эффективно защищать клетки от активных форм кислорода. Это и есть окислительный стресс — и один из возможных механизмов старения организма.

Ростислав Соколов, один из авторов работы, помещает переживающий срез мозга мыши в камеру для электрофизиологических исследований.
Ростислав Соколов, один из авторов работы, помещает переживающий срез мозга мыши в камеру для электрофизиологических исследований.
предоставлено Олегом Подгорным

Существовала гипотеза о том, что окислительный стресс нервных клеток является первопричиной деменции. Но доказательств этому не было до тех пор, пока наши учёные искусственно не смоделировали данный процесс внутри клетки.

— До нашей работы нельзя было создать изолированный окислительный стресс: когда возможно выработать активные формы кислорода в клетке, не затрагивая при этом другие сигнальные и метаболические пути, — продолжает Олег. — Мы первыми в мире придумали использовать для этого фермент из дрожжей, который называется оксидаза D-аминокислот. 

Окислительный стресс нервных клеток — естественный и неизбежный процесс старения организма, которому подвержен каждый. Но чувствительность у всех разная: у кого-то организм более защищён, у кого-то менее. Многое зависит в том числе и от образа жизни.
Олег Подгорный, один из авторов исследования 

Как воссоздали процесс развития деменции

Сначала учёные создали в пробирке специализированный вирус для доставки в нервные клетки гена фермента оксидазы D-аминокислот.

 — Мы вводили вирус здоровым мышам прямо в мозг, — объясняет Олег Подгорный. — Перед нами стояла задача ускорить процесс старения, словно посмотреть фильм на быстрой перемотке, чтобы увидеть механизмы развития этих патологических состояний внутри клетки. Какое-то время ждали, вирус действовал исключительно на нейроны головного мозга, потом мы делали срезы мозга мышей. Нервные клетки в этих срезах оставались живыми примерно 3–4 часа, для этого мы создали специальные условия. Когда к срезам мозга добавляли D-аминокислоту в нейронах, заражённых вирусом, начинала продуцироваться перекись водорода и возникал окислительный стресс.

Это тела нервных клеток головного мозга. Цвет показывает наличие перекиси водорода в клетках: в каких её мало, а в каких, наоборот, много (от голубого к красному). Клетки с окислительным стрессом — жёлтые и красные.
Это тела нервных клеток головного мозга. Цвет показывает наличие перекиси водорода в клетках: в каких её мало, а в каких, наоборот, много (от голубого к красному). Клетки с окислительным стрессом — жёлтые и красные.
предоставлено Олегом Подгорным

Дальше учёные регистрировали в нейронах головного мозга электрические импульсы и изучали, как нервные клетки общаются друг с другом в условиях окислительного стресса.

— Оказалось, что такие нейроны на клеточном уровне хуже запоминают информацию, которую им передают другие нейроны, — уточняет Олег. — Это как раз, возможно, и объясняет снижение памяти и способности к обучению при старении.

Какие выводы были сделаны из эксперимента

— Мы хотим зарегистрировать у животных нарушение способности к обучению и запоминанию, — делится Олег Подгорный. — Выяснить механизмы, почему нейроны постепенно умирают, и понять, что можно сделать, чтобы противостоять этим негативным процессам. Тогда мы сможем находить молекулярные ранние маркеры нейродегенеративных заболеваний и сделать тесты, которые смогут выявлять их на досимптомных стадиях. Сейчас эти болезни диагностируются поздно: умирает уже много нейронов, восстановить которые не получается.

Есть вероятность, что благодаря данному исследованию и дальнейшей научной работе будет создано лекарство, которое сможет противостоять окислительному стрессу в нервных клетках, что значительно снизит риск развития старческой деменции, болезней Альцгеймера и Паркинсона.