В настоящее время показано, что новый класс соединений защищает клетки мозга от повреждений, вызванных взрывной травмой головного мозга (ЧМТ). Мыши, которых лечили этими соединениями через 24-36 часов после перенесенной ЧМТ в результате взрывной травмы, были защищены от вредного воздействия ЧМТ, включая проблемы с обучением, памятью и движением.
Черепно-мозговая травма, вызванная взрывной травмой, стала распространенной проблемой для здоровья среди U.S. военнослужащих и женщин, примерно от 10 до 20 процентов от более чем 2 миллионов U.S. солдаты, дислоцированные в Ираке или Афганистане, испытавшие TBI. Состояние связано со многими неврологическими осложнениями, включая снижение когнитивных и двигательных функций, а также приобретение психиатрических симптомов, таких как тревога и депрессия, и аномалий тканей головного мозга, напоминающих болезнь Альцгеймера.
"Отсутствие нейрозащитных средств лечения черепно-мозговой травмы – серьезная проблема в нашем обществе," говорит Эндрю Пайпер, M.D., Ph.D., старший автор исследования и доцент кафедры психиатрии, неврологии и радиационной онкологии Медицинского колледжа Университета Айовы Карвер. "Все, кто участвует в этой работе, заинтересованы в том, чтобы найти способ дать надежду пациентам, в число которых сегодня входят как военнослужащие, так и гражданские лица, создавая основу для нового лечения для борьбы с пагубными психоневрологическими последствиями после взрывной травмы."
Известно, что ЧМТ, а также некоторые нейродегенеративные заболевания повреждают аксоны – волокна, похожие на усики, которые вырастают из клеток мозга (нейронов) и образуют связи, называемые синапсами. При ЧМТ повреждение аксона сопровождается гибелью нейрона. Новое исследование, опубликованное в сентябре. 11 в журнале Cell Reports, показывает, что группа соединений, называемая серией P7C3, блокирует повреждение аксонов и сохраняет нормальную функцию мозга после ЧМТ.
Пайпер возглавлял группу ученых, которые открыли соединение P7C3 несколько лет назад в Юго-западном медицинском центре UT. Последующие исследования показали, что корневое соединение и его активные аналоги защищают новорожденные нейроны от гибели клеток, а также защищают зрелые нейроны на животных моделях нейродегенеративных заболеваний, включая болезнь Паркинсона и боковой амиотрофический склероз (БАС).
Исследователи также ранее продемонстрировали эффективность молекул P7C3 при травмах головного мозга из-за сотрясения мозга и планируют исследовать, может ли это соединение быть применимо и при инсульте, учитывая, что, по-видимому, существуют общие факторы, опосредующие гибель нейрональных клеток в этих условиях.
Изменяя структуру исходного соединения P7C3, Пайпер и его коллеги Джозеф Риди, доктор философии.D., и Стивен Макнайт, доктор философии.D., в Юго-западном медицинском центре UT, еще больше улучшили его эффективность и лекарственные свойства. В последнем исследовании команда Пипера из Медицинского колледжа У.И. Карвера, включая соавторов, аспиранта Терри Инь, старшего техника Джереми Бритта и аспиранта Гектора Де Жезуса-Кортеса, проверила нейрозащитные эффекты новейшей версии (- ) -P7C3-S243, который можно вводить перорально мышам с бласт-индуцированной ЧМТ.
В ходе исследования ЧМТ, вызванная взрывом, вызвала проблемы с обучением, памятью и движением у мышей, которые напоминают проблемы, с которыми сталкиваются люди, пострадавшие от ЧМТ. Исследователи обнаружили, что (-) – P7C3-S243 предотвращает острые нарушения памяти и обучения, вызванные ЧМТ. Соединение также предотвращало связанные с ЧМТ проблемы с балансом и координацией у мышей, подвергшихся травмам от взрыва. Изучая ткань мозга на клеточном уровне, команда также обнаружила, что защита, обеспечиваемая функциям мозга после травмы, сочетается с сохранением нормальной структуры аксона нейронов и синаптической нейротрансмиссии.
Важно отметить, что соединение по-прежнему оказывало защитное действие, даже когда лечение откладывалось на срок от 24 до 36 часов после повреждения от взрыва.
"Наблюдение за защитой, даже когда соединение было дано так долго после травмы, было важно, потому что это представляет собой либеральное окно времени, в течение которого почти все пациенты, как ожидается, смогут получить доступ к лечению после травмы," Пайпер говорит.
Команда также обнаружила, что проблемы с обучением, памятью и координацией, вызванные ЧМТ, сохранялись у нелеченных мышей по крайней мере через восемь месяцев после того, как произошла единичная травма, предполагая, что соединение фактически предотвращало эти проблемы, а просто ускоряло нормальный процесс восстановления.
В отдельном исследовании, проведенном коллегами Пипера Макнайтом и Ready из UT Southwestern, также опубликованном в сентябре. 11 в журнале Cell, команда определила биологический механизм, с помощью которого соединения P7C3 действуют в головном мозге. Соединения активируют молекулярный путь, который сохраняет нейронные уровни молекулы энергии, известной как никотинамидадениндинуклеотид (НАД).
"Основываясь на хорошо известной роли НАД в дегенерации аксонов, способность (-) – P7C3-S243 защищать мышей после черепно-мозговой травмы, опосредованной взрывом, вероятно, связана с сохранением уровней НАД," Пайпер объясняет. "Теперь, когда мы понимаем механизм действия соединений класса P7C3, мы можем понять, почему они должны иметь терапевтическую ценность в необычно широком спектре нейродегенеративных состояний, не препятствуя какой-либо из ряда других нормальных форм клеточной смерти.
"Наша конечная цель – способствовать разработке нового класса нейропротекторных препаратов с широким применением для лечения пациентов с ЧМТ и другими неизлечимыми в настоящее время формами нейродегенерации," он добавляет.