Ученые сообщают, что новый пептид усиливает естественный механизм мозга, помогая предотвращать приступы и защищать нейроны в исследовательских моделях как болезни Альцгеймера, так и эпилепсии.
Тот факт, что его можно доставлять через нос, указывает на потенциал пептида как нового лекарства для спасения от приступов, которое может помочь прервать, например, скопление приступов, когда приводящие к инвалидности приступы происходят один за другим, говорит Ван, соответствующий автор исследования в журнале JCI Insight.
По словам доктора Цинь Ван, нейрофармаколога и директора-основателя программы за открытие терапии болезни Альцгеймера в Медицинском колледже Джорджии при Университете Огасты, A1R-CT работает путем ингибирования нейрабина, белка, который помогает гарантировать, что сам защитный механизм, который подавляет повышенную возбудимость нейронов, которая нарушает нормальную коммуникацию и вызывает судороги, не переусердствует.
Пептид был назван в честь защитного рецептора аденозина 1 на поверхности нейронов, который активируется аденозином, химическим веществом, вырабатываемым в основном в мозге поддерживающими нейроны глиальными клетками в ответ на повышенную возбудимость.
«Это мощный рецептор, который затем заставляет нейроны замолчать, — говорит Ван. — Известно также, что эта естественная, успокаивающая связь блокирует электрическую активность, которая может привести к нерегулярному сердцебиению. Фактически, инъекционная форма аденозина используется для лечения очень высокой частоты сердечных сокращений».
Болезнь Альцгеймера часто сопровождается судорогами, потому что характерное накопление белков амилоида и тау в мозге нарушает связь между нейронами, создает повышенный окислительный стресс и, как следствие, воспаление, и в ответ на измененную динамику нейроны могут стать перевозбужденными.
Активация рецептора A1 аденозином при этом типе гиперактивного сценария делает его логичной целью лечения приступов. Но тот факт, что он настолько распространен по всему организму, в том числе в сердце, легких и почках, делает вероятными потенциальные обширные побочные эффекты.
Возвращаясь к стремлению нейронов к гомеостазу ученые обнаружили, что белок нейрабин, который, по-видимому, в основном присутствует в мозге, обеспечивает этот баланс для предотвращения гиперактивности рецептора A1.
«Тот факт, что нейрабин находится в основном в головном мозге, означает, что изменение его активности не должно иметь потенциального воздействия на организм в виде прямого изменения активности рецептора A1», — говорит Ван.
Таким образом, они приступили к разработке пептида, который вместо этого мог бы влиять на взаимодействие рецептора A1 и нейрабина и, таким образом, обеспечивать большую естественную защиту, уменьшая приступы.
Активация рецептора A1 подавляет возбужденное состояние нейронов, модулируя ионные каналы — белки в клеточной мембране, которые обеспечивают прохождение через клетку других белков, которые помогают генерировать электрические сигналы. Результатом является так называемая гиперполяризация, что означает, что нейрон с меньшей вероятностью подает электрический сигнал.
Активация рецептора А1 также уменьшает высвобождение глутамата, нейромедиатора, вырабатываемого нейронами, который возбуждает нейроны. Он также обеспечивает дополнительную пользу нейронам, обеспечивая некоторую защиту от недостаточного поступления кислорода и крови, что может произойти в случае травмы. Ученые отметили резкое снижение гибели нейронов в их модели болезни Альцгеймера, например, с использованием их пептида.
Исследования показали, что пептид эффективен как при тяжелых припадках на мышиной модели, так и при припадках на мышиной модели болезни Альцгеймера. И он эффективен при непосредственном введении в мозг или с помощью назального спрея.
Исследование было поддержано Национальными институтами здравоохранения.