Исследование ученых Университета штата Индиана выявило 24 соединения - в том числе кофеин - с потенциалом для повышения фермента в головном мозге, который нужен для защиты от деменции.

Защитный эффект фермента, получившего название NMNAT2, был обнаружен в прошлом году благодаря исследованиям, проведенным в IU Bloomington. Новое исследование появилось сегодня в журнале Scientific Reports.

«Эта работа может помочь в продвижении усилий по разработке лекарств, повышающих уровень этого фермента в мозге, создавая химическую «блокаду» против истощающих последствий нейродегенеративных расстройств», - сказал Хуй-Чен Лу, возглавлявший исследование. Лу является профессором Дилля в Линде и Центре Джека Джилла по биомолекулярной науке и Отделу психологии и наук о мозге, входящем в Колледж искусств и наук им. Блумингтона.

Ранее Лу и его коллеги обнаружили, что NMNAT2 играет две роли в мозге: защитную функцию для защиты нейронов от стресса и «функцию шаперонов» для борьбы с несоответствующими белками, называемыми тау, которые накапливаются в мозге как «бляшки» из-за старения. Исследование впервые выявило «функцию шаперона» в ферменте.

Несоответствующие белки были связаны с нейродегенеративными расстройствами, такими как болезни Альцгеймера, Паркинсона и Хантингтона, а также боковой амиотрофический склероз, также известный как БАС или болезнь Лу Дерига. Болезнь Альцгеймера, наиболее распространенная форма этих расстройств, поражает более 5,4 миллиона американцев, число которых, как ожидается, возрастет.

Чтобы идентифицировать вещества, способные влиять на продукцию фермента NMNAT2 в головном мозге, команда Лу проверила более 1280 соединений, включая существующие лекарства, используя метод, разработанный в ее лаборатории. Было установлено, что 24 соединения обладают потенциалом для увеличения продукции NMNAT2 в головном мозге.

Одним из веществ, показанных для увеличения продукции фермента, был кофеин, который, как также было показано, улучшает функцию памяти у мышей, генетически модифицированных для получения высоких уровней несоответствующих тау-белков.

Предыдущие исследования Лу обнаружили, что мыши, измененные для образования неправильно уложенного тау, также продуцировали более низкие уровни NMNAT2.

Чтобы подтвердить эффект кофеина, исследователи ИУ вводили кофеин мышам, модифицированным для получения более низких уровней NMNAT2. В результате мыши начали производить такого же уровня фермент, что и нормальные мыши.

Другим соединением, которое, как было установлено, сильно стимулировало продукцию NMNAT2 в мозге, был rolipram, «сиротский препарат», развитие которого в качестве антидепрессанта было прекращено в середине 1990-х годов. Соединение остается интересным для исследователей мозга из-за нескольких других исследований, также показывающих доказательства того, что он может уменьшить воздействие запутанных белков в мозге.

Другие соединения, показанные в исследовании, были зипразидон, кантаридин, вортманнин и ретиноевая кислота. Эффект ретиноевой кислоты может быть значительным, поскольку соединение происходит от витамина А, сказал Лу.

Было установлено, что дополнительные 13 соединений обладают потенциалом для снижения продукции NMNAT2. Лу сказала, что эти соединения также важны, потому что понимание их роли в организме может привести к новому пониманию того, как они могут способствовать деменции.

«Расширение наших знаний о связях в мозге, которые кажутся естественной причиной снижения этого необходимого белка, в равной степени важно, как идентификация соединений, которые могут играть роль в будущем лечении этих изнурительных психических расстройств», - сказала она.

1.Yousuf O. Ali, Gillian Bradley, Hui-Chen Lu. Screening with an NMNAT2-MSD platform identifies small molecules that modulate NMNAT2 levels in cortical neurons. Scientific Reports, 2017; 7: 43846 DOI: 10.1038/srep43846