Препарат от болезни Альцгеймера поможет в борьбе со смертельным неврологическим заболеванием
Ученые БФУ им. И. Канта совместно с российскими и британскими коллегами предложили лечить спиноцеребеллярную атаксию мемантином — препаратом от болезни Альцгеймера. Это лекарство блокирует белки-рецепторы к глутамату, предотвращая перевозбуждение и гибель нейронов мозжечка. Также ученым удалось обратить вспять патологические изменения этих клеток.
Спиноцеребеллярные атаксии — это группа неизлечимых наследственных заболеваний неврологического характера, которые сопровождаются различными расстройствами работы мозжечка и других частей нервной системы. Нейроны мозжечка погибают, и состояние больного медленно ухудшается. Все начинается с неловкости движений, перерастающей в заметные нарушения координации, затем человек оказывается прикован к постели, испытывает трудности с питанием и дыханием, и наконец умирает от дыхательной недостаточности.
Патогенез спиноцеребеллярных атаксий обусловлен мутациями генов и, соответственно, структуры закодированных ими белков. Затронуты могут быть различные белки, однако результат один: в мозжечке нарушаются механизмы утилизации избыточного количества глутамата.
Это вещество выполняет в мозге роль нейромедиатора, способствуя передаче нервного импульса от нейрона к нейрону в местах их соединения — синапсах. Если глутамата оказывается слишком много, его избыточное воздействие может вызвать перевозбуждение нейрона и его гибель. Это явление называется эксайтотоксичностью.
В случае с спиноцеребеллярными атаксиями из-за мутаций страдают клетки, отвечающие за захват избыточного глутамата, попадающего в межклеточное пространство в процессе работы нейронов. В мозжечке это специализированные астроциты под названием Бергмановская глия.
«Мы предположили, что блокировка рецепторов глутамата поможет защитить эти клетки от повреждения, и решили опробовать один из проверенных препаратов — мемантин. Он используется в лечении болезни Альцгеймера, но также потенциально может подойти для терапии спиноцеребеллярной атаксии», — рассказывает Антон Шуваев, руководитель НИИ Молекулярной медицины и патобиохимии Красноярского государственного медицинского университета имени профессора В. Ф. Войно-Ясенецкого.
Сотрудники Балтийского федерального университета имени Иммануила Канта, Красноярского государственного медицинского университета имени профессора В. Ф. Войно-Ясенецкого, Сибирского федерального университета и Бристольского университета проверили гипотезу, проведя эксперименты с мышами, страдающими атаксией.
Болезнь авторы вызывали при помощи своей недавно разработанной оптогенетической модели повреждения Бергмановской глии: мышам в кору мозжечка вводили вирусные частицы, содержащие последовательности, кодирующие ионный канал, открывающийся при попадании на него света, что как бы моделирует эффекты избыточного воздействия глутамата. Эта модель воспроизводит явления общие для многих нейродегенеративных состояний мозжечка, что очень важно для тестовых фармакологических наработок в данном направлении.
Лечение мышей с нарушением мозжечка мемантином привело к тому, что патологические изменения Бергмановской глии не только остановились, но и обернулись вспять. Так, толщина их отростков уменьшилась, а длина увеличилась. Это опосредованно привело к замедлению гибели и к нормализации работы главных, самых больших нейронов мозжечка — огромных клеток Пуркинье. Они выполняют ключевую роль в работе мозжечка, который отвечает за координацию движений и поддержание равновесия. Мемантин, таким образом, защищает их от фатального перевозбуждения.
«Наши результаты говорят о том, что мемантин может стать перспективным нейропротекторным препаратом для больных спиноцеребеллярной атаксией. Мы планируем изучить его эффект на генетически модифицированных мышах — модели этого заболевания. При удачном завершении исследований и подтверждении наших гипотез в отношении данного препарата, мы надеемся значительно увеличить продолжительность жизни таких больных», — подводит итог профессор Бристольского университета и профессор (консультант) БФУ имени И. Канта Сергей Каспаров.
Статья по работе опубликована в International Journal of Molecular Sciences.