Мировое нейробиологическое сообщество ведет активный поиск соединений, способных предотвратить гибель нервных клеток и поддерживать их функциональную активность в условиях стресса. Определенные надежды подает работа российских и немецких ученых.
Фото: PA Images / ТАСС
Фото: PA Images / ТАСС
Гипоксия — важнейший фактор патологических процессов в головном мозге, в том числе ишемии и нейродегенеративных заболеваний. Снижение концентрации кислорода служит причиной необратимых изменений метаболизма нервных клеток, что влечет за собой их гибель и разрушение межклеточных взаимодействий. Нейронные сети отвечают за обработку, хранение и передачу информации в головном мозге, и потеря элементов сети может привести к нарушению функций центральной нервной системы, а следовательно, к развитию неврологического дефицита и тяжелой инвалидизации пациента.
По словам директора Института биологии и биомедицины Университета Лобачевского Марии Ведуновой, в борьбе с гипоксией и ее последствиями ученые университета предлагают задействовать собственные возможности организма. «Наш особый интерес связан с глиальным нейротрофическим фактором (GDNF). Это сигнальные молекулы, они не только принимают активное участие в росте и развитии нервных клеток в эмбриональном периоде, но и задействованы в реализации защитных механизмов и адаптации клеток головного мозга при воздействии различных стресс-факторов во взрослом состоянии»,— объясняет Мария Ведунова.
С применением передовых методик по изучению структуры и функциональной активности нейронных сетей головного мозга группой ученых из Университета Лобачевского (вуза—участника «Проекта 5-100») и Института клеточной биологии и нейробиологии Университета Шарите (Германия) было показано, что активация нейротрофического фактора GDNF препятствует гибели нервных клеток и способствует поддержанию нейросетевой активности после перенесенного гипоксического повреждения. Особую значимость работы представляют данные по выявлению ключевых участников молекулярных каскадов, ответственных за реализацию защитного действия GDNF. Таковыми являются ферменты — киназы RET, AKT1, Jak1 и Jak2t.
«Благодаря полученным результатам ученые Университета Лобачевского значимо продвинулись в разработке теоретических основ для создания нового способа коррекции гипоксических состояний центральной нервной системы. Дальнейший этап работы связан с исследованием возможности активации нейротрофического фактора GDNF у экспериментальных животных при моделируемом гипоксическом повреждении»,— продолжает Мария Ведунова.
Активация глиального нейротрофического фактора, показала работа, позволяет защитить клетки головного мозга от гибели при гипоксическом повреждении, а также сохранить функции нейронных сетей в отдаленном периоде после воздействия. Глубокое понимание принципов работы нейронных сетей при гипоксическом повреждении, а также механизмов защитного действия биологически активных молекул нашего организма (нейротрофического фактора GDNF) может войти в основу разработки эффективного способа коррекции различных патологий ЦНС, развивающихся при кислородной недостаточности.
Эти результаты носят фундаментальный характер, однако могут быть значимым элементом комплексных исследований, направленных на разработку новых методов диагностики и терапии гипоксических состояний ЦНС, что, несомненно, имеет большой коммерческий потенциал. Исследования поддержаны грантом Российского научного фонда.
По материалам статьи «Intracellular Neuroprotective Mechanisms in Neuron-Glial Networks Mediated by Glial Cell Line-Derived Neurotrophic Factor»; Еlena V. Mitroshina, Tatiana A. Mishchenko, Olesya M. Shirokova, Tatiana A. Astrakhanova, Maria M. Loginova, Ekaterina A. Epifanova, Alexey A. Babaev, Victor S. Tarabykin, Maria V. Vedunova; журнал Oxidative Medicine and Cellular Longevity, ноябрь 2019 г.