Группа ученых Московского государственного университета (МГУ) и Московского физико-технического института (МФТИ) синтезировала и протестировала молекулы, способные восстанавливать двигательную активность при болезни Паркинсона. Исследование выполнено за счет гранта Министерства науки и высшего образования РФ. Об этом сообщили пресс-служба МФТИ и журнал Biochimie.
Болезнь Паркинсона — второе по распространенности среди неврологических заболеваний в мире после болезни Альцгеймера. По данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), за последние 25 лет распространенность болезни Паркинсона в мире удвоилась. По решению ВОЗ 11 апреля объявлено Всемирным днем борьбы с болезнью Паркинсона.
Она лишает человека способности нормально двигаться из-за гибели нервных клеток. Долго этот серьезный недуг считался уделом лишь пожилых людей, но в XXI веке он поражает и 30-40-летних. Причины заболевания могут быть самыми разными. Среди них воздействие вредных производственных факторов, стрессы, иные болезни, инфекции, длительное проживание в районе с плохой экологией, генетическая предрасположенность. Однако точные причины найти очень сложно.
Врачи выявляют только болезнь, чаще — ее поздние стадии, когда уже появились явные симптомы. Лечение болезни Паркинсона состоит в замедлении нейродегенеративных процессов. В том числе с помощью хирургии. Практикуемый в мире, в том числе в России и Казахстане, метод — ввод пациенту в головной мозг тонких электродов, которые соединяются с нейростимулятором. Он имплантируется подкожно в верхнюю область груди. В дальнейшем пациенты проходят комплексное лечение и реабилитацию.
Задача при этом — помочь пациенту вести полноценный образ жизни как можно дольше. По состоянию на конец 2025 года в России с таким диагнозом жило свыше 200 тысяч, в Казахстане — более 30 тысяч человек. В РК описанные операции проводятся в Астане, Караганде и Алматы. В том числе в запущенном в эксплуатацию в 2022 году специализированном центре на базе Центральной клинической больницы Управления делами Президента. Но лечения, способного полностью остановить болезнь, пока не существует.
Ученые МГУ и МФТИ нашли способ если не остановить, то значительно замедлить болезнь терапевтически. Они создали соединение, которое запускает в клетках естественный механизм «внутриклеточной уборки» — удаление токсичного мусора, убивающего нейроны. Этот механизм — аутофагия. С ее помощью клетка избавляется от поврежденных митохондрий и токсичных белков. Сбои в «клеточной уборке» — одна из главных причин развития болезни Паркинсона.
За основу авторы биотехнологической разработки взяли синтетическое соединение серратин (AN2) — аналог природного вещества уролитина А. Оно содержится в гранатах и клубнике и уже известно способностью включать аутофагию. На базе AN2 исследователи синтезировали набор из 27 новых молекул.
Лучше всего среди синтезированных соединений себя показала молекула ОРА471. Во время экспериментов на клеточных линиях нейробластомы человека она показала значительно более высокую активность для запуска аутофагии по сравнению с исходным серратином, а также существенно пониженную токсичность. Авторы установили, что ОРА471 воздействует на митохондрии — энергетические станции клетки, разобщая процессы окисления и выработки энергии. Это открывает путь для действия соединения AMPK/ULK1 — одного из главных регуляторов аутофагии.
Безопасность новых синтезированных молекул подтвердили тесты на трех биологических моделях: нематодах C. elegans (круглые черви), рыбках данио-рерио и мышах. Максимально переносимая доза для мышей составила 300 миллиграммов из расчета на килограмм. Это позволяет отнести ОРА471 к классу умеренно токсичных веществ и подтверждает его перспективность для дальнейших исследований.
Главный эксперимент был поставлен на рыбках данио-рерио. Им ввели нейротоксин МФТП. Это вещество вызывает у живых существ такие же симптомы, что болезнь Паркинсона. Рыбки начинают хуже плавать и теряют координацию как движений, так и в пространстве.
«Нам удалось показать, что новое соединение ОРА471 не только малотоксично, но и эффективно восстанавливает двигательную функцию в модели болезни Паркинсона на нематодах, — рассказала соавтор работы, старший научный сотрудник лаборатории персонализированной химиолучевой терапии МФТИ Елена Марусич. — Черви, получавшие токсин, двигались значительно медленнее и хуже контролировали движения. Однако при добавлении ОРА471 их моторные показатели (пройденная дистанция и скорость) возвращались к значениям здоровой контрольной группы. Это говорит о большом потенциале молекулы для дальнейшей разработки терапии нейродегенеративных заболеваний».
По мнению ученых МГУ и МФТИ, найденный механизм и безопасность соединения делают ОРА471 перспективным не только для терапии болезни Паркинсона, но и в целом для борьбы с возрастными нарушениями. Например, с саркопенией (возрастная потеря мышечной массы), при которой клетки накапливают поврежденные митохондрии.