Ученые, ищущие лекарство от прогрессирующего нейродегенеративного заболевания бокового амиотрофического склероза (БАС), натолкнулись на новую идею, чтобы остановить прогрессирование заболевания: использовать сердечный препарат дигоксин.
Дигоксин - распространенное лекарство, используемое для лечения фибрилляции предсердий и трепетания предсердий, вызывающих нерегулярное сердцебиение. Когда исследователи из Медицинской школы Вашингтонского университета в Сент-Луисе использовали его для блокирования определенного фермента, который, как известно, способствует БАС, прогрессирование заболевания остановилось. Фермент, называемый натрий-калиевой АТФазой, был случайно обнаружен, когда ученые изучали действие другого белка, мутированная версия которого, как известно, вызывает у мышей наследственное заболевание, подобное БАС - для него также характерен паралич. Результаты были опубликованы в воскресенье в журнале Nature Neuroscience.
Ученые обнаружили эту мутированную натрий-калиевую АТФазу у мышей при изучении реакции их мозга на стресс. Основная функция белка - выкачивать заряженные частицы натрия из клеток, втягивая заряженные частицы калия внутрь. Это позволяет клеткам поддерживать электрический заряд на своей внешней мембране. Правильный баланс электромагнитного заряда имеет решающее значение для правильного функционирования клеток. В этих исследованиях исследователи сосредоточились на роли АТФазы в клетках мозга, называемых астроцитами.
У мышей с БАС было обнаружено, что в астроцитах уровень АТФазы намного выше нормы. Они также обнаружили, что при повышении уровня фермента астроциты выделяют вредные химические вещества, называемые воспалительными цитокинами, которые вызывают смерть мотонейронов.
Предыдущие исследования показали, что астроциты связаны с развитием нейродегенеративных заболеваний помимо БАС, таких как болезнь Альцгеймера, Хантингтона и Паркинсона. Лабораторные эксперименты также показали, что астроциты мышей с БАС разрушают здоровые двигательные нейроны при помещении в чашки Петри. Хотя неясно, как это происходит, исследователи считают, что АТФаза играет центральную роль. Они пришли к такому выводу после того, как заблокировали фермент или ограничили его способность создавать копии фермента и обнаружили, что разрушение нервных клеток прекратилось. «Мы заблокировали фермент дигоксином», - говорится в заявлении ведущего автора Азад Бонни. «Это имело очень сильный эффект, предотвращая гибель нервных клеток, которые обычно гибнут в клеточной культуральной модели БАС».
Считается, что сердечное лекарство стимулирует баланс уровней фермента натрия и калия. В эксперименте мыши, у которых была только одна копия гена натрий-калиевой АТФазы, имели более низкие уровни продуцируемого фермента. Из-за этого мыши прожили на 20 дней дольше, чем мыши, у которых было две копии гена. «Мыши, у которых есть только одна копия гена натрий-калиевой АТФазы, живут дольше и более подвижны», - сказал Бонни. «Они ненормальные, но они могут ходить и иметь больше мотонейронов в спинном мозге».
Хотя исследования все еще находятся на начальной стадии, они могут стать отправной точкой для будущих исследований, направленных на разгадку тайн нейродегенеративных заболеваний. БАС ежегодно поражает более 5 600 американцев.