В недавнем исследовании, проведенном учеными Индианского университета (Indiana University), США, выявлено более 20 активных веществ, способствующих активации синтеза фермента, который препятствует нейродегенеративным процессам в тканях головного мозга. Результаты новой работы опубликованы в издании «Scientific Reports» 7 марта 2017 г.
Протекторные свойства фермента NMNAT2 изучены ранее. В частности выявлено, что в центральной нервной системе NMNAT2 выполняет две основные функции: нейропротекторную роль в условиях стрессовой адаптации, а также функцию шаперона, восстанавливая третичную или четвертичную структуру белков при накоплении в тканях головного мозга тау-протеинов, формирующих так называемые бляшки по мере старения организма. Таким образом, впервые продемонстрирована роль фермента NMNAT2 в качестве шаперона. В настоящее время известно, что протеины с измененной структурой отмечаются при нейродегенеративных патологиях — болезнях Альцгеймера, Паркинсона, Гентингтона, а также при латеральном амиотрофическом склерозе.
Цель нового исследования — идентификация активных веществ, потенциально оказывающих влияние на продукцию в тканях головного мозга фермента NMNAT2. Для решения поставленной задачи командой ученых проведен скрининг более 1280 соединений, включая имеющиеся фармакологические препараты. В результате масштабного анализа установлено, что 24 активных компонента обладают потенциалом усиления синтеза фермента NMNAT2 в структурах центральной нервной системы. Примечательно, что среди соединений, показавших свою эффективность, был также кофеин, применение которого способствовало улучшению функции памяти у лабораторных мышей генетически модифицированной линии, отличавшихся повышенными уровнями продукции измененных тау-протеинов. При этом в предыдущем исследовании у лабораторных животных с активным синтезом дефектных тау-протеинов выявлено снижение уровня секреции фермента NMNAT2. Для подтверждения предполагаемой эффективности исследователи вводили кофеин животным с генетически измененным метаболизмом. В результате отмечено, что уровень синтеза фермента NMNAT2 у мышей с модифицированным обменом веществ достигал показателей такового у животных с нормальным метаболизмом.
Среди других соединений, показавших свою высокую эффективность относительно активации синтеза фермента NMNAT2 наряду с кофеином, отмечен ролипрам, а также — в меньшей степени — зипрасидон, кантаридин, вортманнин и ретиноевая кислота. По мнению авторов работы, эффект ретиноевой кислоты может быть значительным, поскольку соединение является производным витамина А.
Комментируя полученные результаты, исследователи отметили, что изучение роли описанных веществ может способствовать пониманию механизма их влияния на развитие деменции как итога нейродегенеративного процесса. При этом значимость расширения знаний о патофизиологических закономерностях, приводящих к естественному снижению уровня фермента NMNAT2, не уступает важности идентификации соединений, которые в будущем могут играть ключевую роль в терапии изнурительных психоневрологических заболеваний, связанных с нейродегенерацией.
- Ali Y.O., Bradley G., Lu H.-Ch. (2017) Screening with an NMNAT2-MSD platform identifies small molecules that modulate NMNAT2 levels in cortical neurons. Sci. Rep., Mar. 7 (http://www.nature.com/articles/srep43846).
- Indiana University (2017) Caffeine boosts enzyme that could protect against dementia. ScienceDaily, Mar. 7 (http://www.sciencedaily.com/releases/2017/03/170307130903.htm).
Наталья Савельева-Кулик
