Всего несколько доз экспериментального препарата могут обратить вспять возрастное снижение памяти и умственной гибкости у мышей, согласно новому исследованию ученых Калифорнийского университета в Сан-Франциско. Препарат под названием ISRIB уже продемонстрировал в лабораторных исследованиях способность восстанавливать функцию памяти спустя месяцы после черепно-мозговой травмы (ЧМТ), устранять когнитивные нарушения при синдроме Дауна, предотвращать потерю слуха из-за шума, бороться с некоторыми типами рака простаты и даже улучшать когнитивные способности у здоровых животных.
В новом исследовании, опубликованном 1 декабря 2020 года в журнале открытого доступа eLife, ученые продемонстрировали быстрое восстановление когнитивных способностей, свойственных молодым, у старых мышей, сопровождающееся омоложением клеток мозга и иммунной системы, что может помочь объяснить улучшение работы мозга.
«Чрезвычайно быстрые эффекты ISRIB впервые показывают, что значительная часть возрастных когнитивных потерь может быть вызвана своего рода обратимой физиологической «блокировкой», а не более постоянной деградацией», — заявила Сюзанна Рози, доктор философии, заведующая кафедрой Льюиса и Рут Козен II и профессор кафедр нейрохирургии и физиотерапии и реабилитационной науки.
«Данные свидетельствуют о том, что пожилой мозг не утратил навсегда основные когнитивные способности, как это обычно предполагалось, а скорее, что эти когнитивные ресурсы все еще там, но каким-то образом заблокированы, пойманные в ловушку порочного круга клеточного стресса», — добавил Питер Уолтер, доктор философии, профессор кафедры биохимии и биофизики Калифорнийского университета в Сан-Франциско и исследователь Медицинского института Говарда Хьюза. «Наша работа с ISRIB демонстрирует способ разорвать этот круг и восстановить когнитивные способности, которые со временем стали отгороженными».
Может ли перезагрузка выработки клеточного белка стать ключом к старению и другим заболеваниям?
Уолтер получил множество научных наград, включая премии Breakthrough, Lasker и Shaw за свои многолетние исследования клеточных реакций на стресс. ISRIB, открытый в 2013 году в лаборатории Уолтера, работает путем перезагрузки механизма производства белка в клетках после того, как он был подавлен одной из этих реакций на стресс — клеточный механизм контроля качества, называемый интегрированной реакцией на стресс (ISR; ISRIB означает ISR InhiBitor).
Обычно ISR обнаруживает проблемы с производством белка в клетке — потенциальный признак вирусной инфекции или мутаций генов, способствующих развитию рака, — и реагирует, тормозя механизм синтеза белка в клетке. Этот механизм безопасности имеет решающее значение для отсеивания неисправных клеток, но если он застрянет в положении «включено» в такой ткани, как мозг, это может привести к серьезным проблемам, поскольку клетки теряют способность выполнять свою обычную деятельность, обнаружили Уолтер и коллеги.
В частности, недавние исследования на животных, проведенные Уолтером и Рози, которые стали возможными благодаря ранней благотворительной поддержке Фонда семьи Роджерс, выявили связь хронической активации ISR с устойчивыми когнитивными и поведенческими нарушениями, наблюдаемыми у пациентов после черепно-мозговой травмы, показав, что у мышей кратковременное лечение ISRIB может перезагрузить ISR и восстановить нормальную функцию мозга практически за одну ночь.
Когнитивные дефициты у пациентов с ЧМТ часто сравнивают с преждевременным старением, что заставило Рози и Уолтера задуматься, может ли ISR также лежать в основе чисто возрастного снижения когнитивных способностей. Хорошо известно, что старение ставит под угрозу выработку клеточного белка во всем организме, поскольку многочисленные жизненные травмы накапливаются, а стрессоры, такие как хроническое воспаление, изнашивают клетки, что потенциально приводит к широко распространенной активации ISR.
«Мы видели, как ISRIB восстанавливает когнитивные способности у животных с черепно-мозговой травмой, что во многом похоже на ускоренную версию возрастного снижения когнитивных способностей», — сказал Рози, который является директором нейрокогнитивных исследований в Центре травм головного и спинного мозга UCSF и членом Института нейронаук Вейля UCSF. «Это может показаться безумной идеей, но вопрос о том, может ли препарат обратить вспять симптомы старения, был просто логичным следующим шагом».
ISRIB улучшает когнитивные способности, усиливает функции нейронов и иммунных клеток
В новом исследовании ученые под руководством постдокторанта лаборатории Rosi Карен Круковски, доктора философии, обучали старых животных выбираться из водного лабиринта, находя скрытую платформу, что обычно сложно для пожилых животных. Однако животные, получавшие небольшие ежедневные дозы ISRIB в течение трехдневного процесса обучения, смогли выполнить задачу так же, как и молодые мыши, гораздо лучше, чем животные того же возраста, которые не получали препарат.
Затем исследователи проверили, как долго длится это когнитивное омоложение и может ли оно распространяться на другие когнитивные навыки. Через несколько недель после первоначального лечения ISRIB они обучили тех же мышей находить выход из лабиринта, выход из которого менялся ежедневно — тест на умственную гибкость для пожилых мышей, которые, как и люди, склонны все больше застревать на своем пути. Мыши, получившие кратковременное лечение ISRIB за три недели до этого, все еще демонстрировали результаты на уровне молодых, в то время как необработанные мыши продолжали бороться.
Чтобы понять, как ISRIB может улучшать работу мозга, исследователи изучили активность и анатомию клеток гиппокампа, области мозга, играющей ключевую роль в обучении и памяти, всего через день после введения животным одной дозы ISRIB. Они обнаружили, что общие признаки старения нейронов исчезли буквально за одну ночь: электрическая активность нейронов стала более живой и восприимчивой к стимуляции, а клетки продемонстрировали более прочную связь с окружающими их клетками, а также продемонстрировали способность образовывать стабильные связи друг с другом, обычно наблюдаемые только у молодых мышей.
Исследователи продолжают изучать, как именно ISR нарушает когнитивные функции при старении и других состояниях, и понимать, как долго могут сохраняться когнитивные преимущества ISRIB. Среди других загадок, поднятых новыми открытиями, — открытие того, что ISRIB также изменяет функцию Т-клеток иммунной системы, которые также склонны к возрастной дисфункции. Открытия предполагают другой путь, по которому препарат может улучшать когнитивные функции у старых животных, и может иметь последствия для заболеваний от болезни Альцгеймера до диабета, которые связаны с повышенным воспалением, вызванным стареющей иммунной системой.
«Это было очень волнительно для меня, потому что мы знаем, что старение оказывает глубокое и устойчивое воздействие на Т-клетки и что эти изменения могут влиять на работу мозга в гиппокампе», — сказал Рози. «На данный момент это просто интересное наблюдение, но оно дает нам очень захватывающий набор биологических головоломок для решения».
ISRIB может иметь широкомасштабные последствия для неврологических заболеваний
Оказывается, что хроническая активация ISR и последующая блокировка производства клеточного белка могут играть роль в удивительно широком спектре неврологических состояний. Ниже приведен частичный список этих состояний, основанный на недавнем обзоре Уолтера и его коллеги Мауро Коста-Маттиоли из Медицинского колледжа Бейлора, которые потенциально можно лечить с помощью агента, сбрасывающего ISR, такого как ISRIB:
Лобно-височная деменция
Болезнь Альцгеймера
Боковой амиотрофический склероз (БАС)
Возрастное снижение когнитивных способностей
Рассеянный склероз
Черепно-мозговая травма
Болезнь Паркинсона
Синдром Дауна
Исчезающее расстройство белого вещества
Прионная болезнь
По словам Уолтера, ISRIB получил лицензию от компании Calico, расположенной в Южном Сан-Франциско (штат Калифорния), которая исследует биологию старения, а идея использования ISR для лечения заболеваний была подхвачена другими фармацевтическими компаниями.
Можно было бы подумать, что вмешательство в ISR, критический механизм безопасности клеток, обязательно будет иметь серьезные побочные эффекты, но пока во всех своих исследованиях исследователи не наблюдали ни одного. Это, вероятно, связано с двумя факторами, говорит Уолтер. Во-первых, требуется всего несколько доз ISRIB, чтобы сбросить нездоровую, хроническую активацию ISR обратно в более здоровое состояние, после чего он все еще может нормально реагировать на проблемы в отдельных клетках. Во-вторых, ISRIB практически не оказывает эффекта при применении к клеткам, активно использующим ISR в его самой мощной форме — например, против агрессивной вирусной инфекции.
Естественно, оба этих фактора делают молекулу гораздо менее склонной к негативным побочным эффектам и более привлекательной в качестве потенциального терапевтического средства. По словам Уолтера: «Это кажется слишком хорошим, чтобы быть правдой, но с ISRIB мы, похоже, попали в точку для манипулирования ISR с идеальным терапевтическим окном.
ГЛАВНАЯ
Трансгуманизм
Взрыв биоинтеллекта
isrib.com
контакт
info@isrib.com
Вход
Регистрация
Правила форума
Поиск
Отвечу на твой вопрос здесь. Звать меня просто можешь Маня! 
Не Манджя там какая то, я не чурка 
нажмите, чтобы увидеть
.gif "Фигня")
