Белок, встречающийся в живой природе, оказался способен улучшить когнитивные функции у мышей, которые страдали заболеваниями, сходными с болезнью Паркинсона и болезнью Альцгеймера у людей. Этот факт открывает новые перспективы в лечении нейродегенеративных расстройств.
Исследование было проведено под руководством доцента неврологии Калифорнийского университета в Сан-Франциско (University of California, San Francisco) доктора Дена Дубал (Dena Dubal). Результаты работы опубликованы в издании Cell Reports.
В предыдущих исследованиях было показано, что высокие уровни белка Клото (Klotho) коррелируют с улучшением когнитивных процессов. Эти работы проводились либо с использованием генетически модифицированных мышей, с избытком вырабатывавших белок Клото, либо с привлечением людей-добровольцев, в организмах которых этот белок в силу естественных причин присутствовал в больших количествах.
Авторы новой работы сосредоточились на возможном применении белка Клото в терапевтических целях. Это особенно важная задача сейчас, когда население развитых стран, с одной стороны, неуклонно стареет и утрачивает мобильность, а с другой — врачи не могут предложить эффективную терапию, которая бы решала эти проблемы. Теоретически, результаты нового исследования говорят о том, что гормон Клото может стать ключом к решению упомянутых проблем.
Что такое белок Клото?
Известно, что животные и люди, в организмах которых белок Клото присутствует в избытке, как правило, живут дольше. И напротив, низкие уровни этого белка ассоциированы с сокращением продолжительности жизни.
С годами концентрация белка Клото в организме снижается, особенно в присутствии таких факторов, как хронический стресс или нейродегенеративное заболевание, например болезнь Альцгеймера или болезнь Паркинсона.
В предыдущих исследованиях также было показано, что активная экспрессия генов, ответственных за синтез белка Клото, улучшает когнитивные функции независимо от возраста. Однако ранее не было известно, может ли введение этого белка извне в терапевтических целях помочь достичь того же эффекта. Именно этот вопрос поставили перед собой авторы новой работы.
Как фрагменты белка Клото улучшают когнитивные функции
В рамках эксперимента учёные ввели молодым и стареющим (18-месячным, что примерно соответствует человеческому возрасту в 65 лет) мышам фрагмент белка Клото под названием αKL-F, сходный с секретируемым гормоном.
Учёные также вывели линию мышей, генетически предрасположенных к выработке избыточных количеств альфа-синуклеина, белка, ответственного за развитие болезни Альцгеймера и болезни Паркинсона. Этим животным тоже был введён αKL-F.
Затем исследователи протестировали когнитивные способности всех подопытных мышей при помощи специальных лабиринтов. И во всех трёх группах (среди молодых, стареющих и больных мышей) показатели улучшились, причём у животных с нейродегенеративными заболеваниями частично восстановились и моторные функции.
«Когда больные мыши получили лечение гормоном, они вскоре получили возможность двигаться, обучаться и запоминать лучше — даже несмотря на высокий уровень токсичного белка в мозге», — рассказывает доктор Дубал.
Белок Клото может лечить нейродегенерацию
«Острее всего звучал вопрос, обладает ли белок Клото терапевтическим потенциалом, — рассказывает доктор Дубал, говоря о важности и влиянии нового открытия. — Теперь мы знаем, что да, обладает».
Результаты исследования подтвердили, что лечение фрагментами белка Клото улучшает работу мозга в любом возрасте. Этот подход может лечь в основу новой терапевтической стратегии улучшения устойчивости мозга к таким заболеваниям, как болезнь Альцгеймера и болезнь Паркинсона.
Интересно, что механизм работы фрагментов белка Клото до сих пор неясен. Более того, исследователи не смогли обнаружить никаких свидетельств того, что молекулы αKL-F вообще проникают в мозг. Возможно, фрагменты белка каким-то образом посылают сигналы из тела в мозг, улучшая тем самым функционирование последнего и стимулируя его способность противостоять токсичным веществам.
