Новое исследование, проведенное учеными из Медицинского научно-исследовательского института Сэнфорд-Бернхэм (Sanford-Burnham), выявило химическое вещество "выключатель" который контролирует как образование новых нейронов из нервных стволовых клеток, так и выживание существующих нервных клеток в головном мозге. Переключатель, отключающий сигналы, способствующие выработке нейронов и их выживанию, в изобилии присутствует в мозгу пациентов с болезнью Альцгеймера и жертв инсульта. Исследование, опубликованное 3 июля в Cell Reports, предполагает, что химический переключатель, MEF2, может быть потенциальной терапевтической мишенью для защиты от потери нейронов при различных нейродегенеративных заболеваниях, таких как болезнь Альцгеймера, Паркинсона и аутизм.
"Мы показали, что когда оксид азота (NO) – высокоактивный свободный радикал – реагирует с MEF2, MEF2 больше не может связываться с генами, которые управляют нейрогенезом и выживанием нейронов, и активировать их," сказал Стюарт Липтон, M.D., Ph.D., директор и профессор Центра исследований неврологии и старения в Сэнфорд-Бернхеме, а также практикующий клинический невролог. "Что здесь уникально, так это то, что одно изменение в MEF2 управляет двумя разными событиями – генерацией новых нейронов и выживанием существующих нейронов," добавил Липтон, старший автор исследования.
В головном мозге факторы транскрипции имеют решающее значение для связывания внешних стимулов с производством белка, позволяя нейронам адаптироваться к меняющимся условиям. Было показано, что члены семейства транскрипционных факторов MEF2 играют важную роль в нейрогенезе и выживании нейронов, а также в процессах обучения и памяти. А мутации гена MEF2 были связаны с рядом нейродегенеративных заболеваний, включая болезнь Альцгеймера и аутизм.
Процесс модификации NO-белка, известный как S-нитрозилирование, был впервые описан Липтоном и его сотрудниками около 20 лет назад. S-нитрозилирование выполняет важные регулирующие функции в нормальных физиологических условиях во всем организме. Однако при старении, токсинах окружающей среды или травмах, связанных со стрессом, могут возникать аномальные реакции S-нитрозилирования, способствующие патогенезу заболевания.
"Наша лаборатория ранее показала, что S-нитрозилирование MEF2 контролирует выживаемость нейронов при болезни Паркинсона," сказал Липтон. "Теперь мы показали, что эта же реакция более распространена и встречается при других неврологических состояниях, таких как инсульт и болезнь Альцгеймера. Хотя основные гены-мишени MEF2 могут быть разными в разных заболеваниях и областях мозга, новое замечательное открытие заключается в том, что мы можем лечить каждое из этих неврологических расстройств, предотвращая обычную модификацию S-нитрозилирования MEF2.
"Полученные данные свидетельствуют о том, что разработка небольшой терапевтической молекулы – такой, которая может преодолевать гематоэнцефалический барьер и блокировать S-нитрозилирование MEF2 или каким-либо другим способом увеличивать транскрипционную активность MEF2 – может способствовать росту новых клеток мозга и защищать существующие клетки в нескольких нейродегенеративные расстройства," добавил Lipton.
"Мы уже нашли несколько таких молекул в рамках наших усилий по высокопроизводительному скринингу и поиску лекарств, поэтому возможность разработки новых лекарств для воздействия на этот путь очень впечатляет," сказал Липтон.