Зеленый чай и красное вино, а точнее — вещества, содержащиеся в них, могут способствовать профилактике развития некоторых серьезных заболеваний.
Актуальность
Образование упорядоченных амилоидных фибрилл белками и полипептидами связано с развитием у человека тех или иных заболеваний. В настоящее время известно более 30 расстройств, обусловленных нарушением процессинга внутри- и внеклеточных протеинов и приводящих к образованию отложений и бляшек с последующей гибелью клеток. К патологиям, связанным с накоплением амилоидных отложений, относят такие распространенные нейродегенеративные заболевания, как болезнь Паркинсона, болезнь Альцгеймера и прионные расстройства.
В большинстве случаев врожденных нарушений обмена веществ вследствие генетических дефектов наблюдается критический дефицит тех или иных ферментов. В отсутствие же эффективной терапии пациенты с подобными заболеваниями вынуждены придерживаться строгих диетических рекомендаций в течение всей жизни. Однако в новом исследовании показано, что отдельные соединения — естественные компоненты, содержащиеся в зеленом чае и красном вине, — могут эффективно блокировать образование токсичных метаболитов.
Материалы и результаты исследования
Учеными Тель-Авивского университета (Tel Aviv University), Израиль, исследованы два соединения группы полифенолов: эпигаллокатехина галлат (EGCG), содержащийся в зеленом чае, и таниновая кислота, выделенная из красного вина и, по ранее известным данным, обладающая потенциалом предотвращать образование токсичных амилоидных структур, которые вызывают развитие нейродегенеративных расстройств — болезни Альцгеймера и Паркинсона.
При врожденных метаболических нарушениях в организме нарушается синтез жизненно важных ферментов. В результате происходит накопление метаболитов — веществ, формирующих в том числе блоки ДНК и белков. Неконтролируемое накопление является токсичным, вызывая серьезные нарушения развития и когнитивных функций. Указанная группа расстройств составляет значительную часть педиатрических генетических заболеваний. Одним из таких распространенных врожденных метаболических заболеваний является фенилкетонурия, характеризующаяся накоплением метаболита фенилаланина. Фенилаланин содержится в большинстве пищевых продуктов ежедневного рациона питания, однако строгие диетические рекомендации являются единственной возможностью предотвратить развитие серьезных последствий врожденных нарушений.
В предыдущих исследованиях авторского коллектива было показано, что фенилаланин способен к самосборке и формированию амилоидных структур, подобных тем, которые отмечают при болезнях Альцгеймера, Паркинсона и других нейродегенеративных заболеваниях. В следующей серии экспериментов были установлены параллельные изменения биохимических реакций на примере других метаболитов, также накапливающихся при врожденных нарушениях метаболизма и подвергающихся самосборке в процессе образования токсичных амилоидных агрегатов.
В новом исследовании ученые рассмотрели возможность молекул, идентифицированных при изучении нейродегенеративных заболеваний, ингибировать образование амилоидных метаболитов при других врожденных патологиях. В процессе изучения клеточных систем культуры in vitro EGCG и таниновая кислота были протестированы на трех метаболитах, связанных с тремя врожденными метаболическими заболеваниями, — аденине, кумулятивном тирозине и фенилаланине.
В результате установлено, что оба соединения — EGCG и таниновая кислота — эффективны в блокировании образования токсичных амилоидных структур. Для проверки процессинга соединений также проведено компьютерное моделирование изучаемого механизма, подтвердившее достоверность результата.
Выводы
Резюмируя итоги, ведущий автор работы Шира Шахам-Нив (Shira Shaham-Niv) отметила, что результаты подобных исследований раскрывают «новую эру понимания роли и важности метаболитов при различных патологиях, включая метаболические заболевания, нейродегенеративные заболевания и даже рак. Разрабатываемые при этом инструменты носят новаторский характер, заключая в себе огромный потенциал для оказания помощи широкому кругу пациентов в будущем».
- American Friends of Tel Aviv University (2018) Compounds found in green tea and red wine may block formation of toxic metabolites: Discovery may pave the way for therapies to treat inborn congenital metabolic disorders. ScienceDaily, Jul. 2.
- Shaham-Niv S., Rehak P., Zaguri D. et al. (2018) Differential inhibition of metabolite amyloid formation by generic fibrillation-modifying polyphenols. Commun. Chem., May 3 [Epub. ahead of print].
Наталья Савельева-Кулик
