Исследование, проведенное учеными из Университета Индианы, выявило 24 соединения, включая кофеин, с потенциалом повышения активности ферментов в головном мозге, которые, как было показано, защищают от деменции.
Защитный эффект фермента под названием NMNAT2 был обнаружен в прошлом году благодаря исследованиям, проведенным в IU Bloomington. Новое исследование опубликовано сегодня в журнале Scientific Reports.
"Эта работа может помочь в разработке лекарств, которые повышают уровень этого фермента в мозге, создавая химическую «блокаду» против изнурительных эффектов нейродегенеративных расстройств," сказал Хуэй-Чен Лу, руководивший исследованием. Лу – профессор Джилла в Центре биомолекулярных наук Линды и Джека Гилла и на факультете психологических наук и наук о мозге, входящем в состав Колледжа искусств и наук Блумингтона.
Ранее Лу и его коллеги обнаружили, что NMNAT2 играет в мозге две роли: защитную функцию для защиты нейронов от стресса и "функция шаперона" для борьбы с неправильно свернутыми белками, называемыми тау, которые накапливаются в головном мозге в виде "бляшки" из-за старения. Исследование было первым, кто выявил "функция шаперона" в ферменте.
Неправильно свернутые белки связаны с нейродегенеративными расстройствами, такими как болезни Альцгеймера, Паркинсона и Хантингтона, а также с боковым амиотрофическим склерозом, также известным как БАС или болезнь Лу Герига. Болезнь Альцгеймера, наиболее распространенная форма этих заболеваний, поражает более 5 человек.4 миллиона американцев, и ожидается, что их число будет расти по мере старения населения.
Чтобы определить вещества, которые могут повлиять на выработку фермента NMNAT2 в мозге, команда Лу провела скрининг более 1280 соединений, включая существующие лекарства, используя метод, разработанный в ее лаборатории. Было выявлено, что в общей сложности 24 соединения могут увеличивать выработку NMNAT2 в головном мозге.
Одним из веществ, повышающих выработку фермента, был кофеин, который, как было показано, улучшает функцию памяти у мышей, генетически модифицированных для выработки высоких уровней неправильно свернутых тау-белков.
Более раннее исследование Лу показало, что мыши, измененные для производства неправильно свернутого тау, также производили более низкие уровни NMNAT2.
Чтобы подтвердить эффект кофеина, исследователи IU вводили мышам кофеин, модифицированный для выработки более низких уровней NMNAT2. В результате мыши начали вырабатывать фермент на том же уровне, что и нормальные мыши.
Еще одно соединение, которое, как было обнаружено, сильно увеличивает выработку NMNAT2 в головном мозге, – ролипрам, "орфанный препарат" разработка которого в качестве антидепрессанта была прекращена в середине 1990-х гг. Соединение по-прежнему представляет интерес для исследователей мозга из-за нескольких других исследований, которые также демонстрируют доказательства того, что оно может уменьшить влияние запутанных белков в головном мозге.
Другими соединениями, которые, как показало исследование, увеличивают выработку NMNAT2 в головном мозге – хотя и не так сильно, как кофеин или ролипрам – были зипразидон, кантаридин, вортманнин и ретиноевая кислота. По словам Лу, эффект ретиноевой кислоты может быть значительным, поскольку соединение происходит из витамина А.
Еще 13 соединений были идентифицированы как потенциально снижающие продукцию NMNAT2. Лу сказал, что эти соединения также важны, потому что понимание их роли в организме может привести к новому пониманию того, как они могут способствовать развитию деменции.
"Расширение наших знаний о путях в мозге, которые, по-видимому, естественным образом вызывают снижение этого необходимого белка, столь же важно, как и определение соединений, которые могут сыграть роль в будущем лечении этих изнурительных психических расстройств," она сказала.