Антибиотик, миноциклин, может увеличить продолжительность жизни круглых червей, предотвращая накопление белков во время старения, говорится в исследовании, опубликованном в журнале открытого доступа eLife.
Агрегация белков вызывает несколько прогрессирующих возрастных заболеваний головного мозга, включая боковой амиотрофический склероз, болезнь Альцгеймера, Паркинсона и прионную болезнь. Это исследование показывает, что миноциклин предотвращает это накопление даже у пожилых животных с нарушенными возрастными механизмами реакции на стресс.
Количество белков в клетке уравновешивается скоростью производства и утилизации белка, что называется протеостазом. С возрастом протеостаз нарушается. "Было бы замечательно, если бы существовал способ усилить протеостаз и продлить продолжительность жизни и здоровье путем лечения пожилых людей при первых признаках нейродегенеративных симптомов или маркеров заболевания, таких как накопление белка," говорит ведущий автор Грегори Солис, аспирант Scripps Research, США. "В этом исследовании мы изучили, может ли миноциклин снижать агрегацию белка и увеличивать продолжительность жизни у животных, у которых уже есть нарушенный протеостаз."
Команда сначала проверила 21 различную молекулу, которая, как известно, продлевает продолжительность жизни у молодых и старых Caenorhabditis elegans (C. elegans) черви. Они обнаружили, что все эти молекулы продлевают жизнь молодых червей; однако единственным лекарством, которое действовало на старых червей, был миноциклин.
Чтобы выяснить, почему, они изучили, влияет ли миноциклин на агрегацию белков у червей. Они лечили молодых и старых червей водой или миноциклином, а затем измеряли два белка, называемые α-синуклеин и амилоид-β, которые, как известно, накапливаются при болезни Паркинсона и Альцгеймера соответственно. Независимо от возраста червей, у тех, кого лечили миноциклином, по мере взросления снижалась агрегация обоих белков, даже без активации стрессовых реакций.
Затем команда обратила внимание на механизм этого открытия. Во-первых, они изучили, включает ли миноциклин сигнальные белки стресса, которые нарушены у старых червей, но обнаружили, что препарат фактически снижает их активность. Затем они изучили, выключает ли он процессы утилизации белка в клетке, но это тоже не было его механизмом действия.
Когда они использовали химический зонд, чтобы увидеть, как миноциклин влияет на основные молекулы, регулирующие белок в клетке, выяснилось, что миноциклин напрямую влияет на производящий белок механизм клетки, известный как рибосома. Это было верно для червей, а также для клеток мыши и человека.
Наконец, команда использовала червей с повышенной или пониженной активностью по производству белка и изучила, как это влияет на влияние миноциклина на уровень белка и продолжительность жизни. Как и предполагалось, у мутантных червей, у которых производство белка уже уменьшилось, они обнаружили, что для дальнейшего снижения уровня белка и увеличения продолжительности жизни необходима более низкая доза миноциклина. У червей, у которых было увеличено производство белка, наблюдалась обратная картина. Это свидетельствует о том, что миноциклин увеличивает продолжительность жизни, контролируя скорость производства белка в рибосомах.
"Мы определили миноциклин как лекарство, которое может продлить жизнь и улучшить белковый баланс у уже стареющих червей," заключает Майкл Петрашек, Ph.D., старший автор статьи и доцент Scripps Research. "Наше исследование показывает, как миноциклин предотвращает агрегацию белков, и закладывает основы для усилий по разработке лекарств, направленных на оптимизацию этого уже одобренного лекарства для ряда нейродегенеративных заболеваний."