Материалы ИноСМИ содержат оценки исключительно зарубежных СМИ и не отражают позицию редакции ИноСМИ
Результаты первых экспериментов на пожилых макаках-резусах указывают на то, что всего одна инъекция белка клото улучшает их краткосрочную память. Может ли это однажды помочь людям?
Клото, древнегреческая богиня судьбы, отвечала за то, чтобы прясть нить жизни. Вполне возможно, что белок с таким же названием способен частично вернуть к жизни стареющий мозг.
В рамках исследования, результаты которого были опубликованы в журнале Nature Aging, ученые из Йельского университета и Калифорнийского университета в Сан-Франциско обнаружили, что всего одна инъекция белка клото приводит к умеренным улучшениям когнитивных функций у стареющих обезьян и что эффект от укола сохраняется до двух недель. Авторы исследования считают, что этот белок представляет собой весьма многообещающее направление в изучении способов восстановления когнитивных функций у пожилых людей.
"Снижение когнитивных функций в процессе старения – это одна из самых острых биомедицинских проблем, у которых пока нет по-настоящему эффективных решений", – сказала Дена Дубаль (Dena Dubal), профессор неврологии Калифорнийского университета и ведущий автор исследования. После того, как в ходе более ранних исследований ученые случайно выяснили, что клото улучшает когнитивные функции у мышей, стало понятно, что необходимо испытать этот белок на мозге, близком к человеческому.
Белок клото, который вырабатывается почками, циркулирует в кровотоке. Как выяснили ученые, его уровень связан с продолжительностью жизни и здоровьем. Орсон Мо (Orson Moe), специалист по почкам и профессор в области медицины внутренних болезней в Юго-Западном медицинском центре Техасского университета, назвал его "экономкой", которая помогает регулировать работу почек и метаболизм. "Он защищает нас и сохраняет наше здоровье", – добавил он.
Белок был впервые обнаружен в 1997 году патологом Макото Куро-о (Makoto Kuro-o) из Национального института неврологии в Токио. Он выяснил, что мыши, в крови которых было мало клото, страдали от "синдрома, напоминающего старение человека". У них рано развивались болезни сердца, рак, ухудшались когнитивные функции и возникала функциональная недостаточность различных органов. Позже Куро-о обнаружил, что мыши, у которых вырабатывалось больше клото, жили на 20–30% дольше мышей с нормальным уровнем этого белка.
Если говорить о людях, то более высокий уровень клото несет в себе ощутимую пользу для здоровья. Хотя уровень этого белка естественным образом снижается с возрастом, у некоторых его все равно вырабатывается больше, чем у других. В рамках своего исследования 2014 года Дубаль и ее коллеги обследовали более 700 пациентов в возрасте от 52 до 85 лет. Те, у кого был более высокий уровень клото, – это примерно каждый пятый участник исследования, – лучше справлялись с тестами на мышление и память, такими как рисование изображения по памяти и задачей назвать цвет шрифта, которым написано слово, обозначающее цвет.
Для исследования ученые также специально вывели мышей с повышенным уровнем выработки клото, и выяснилось, что такие мыши демонстрировали более высокие результаты в лабиринтных тестах по сравнению с обычными грызунами.
В своем новом исследовании Дубаль и другие соавторы решили проверить, будет ли белок клото оказывать такое же воздействие на обезьян, которых часто используют для проведения испытаний из-за их генетического сходства с человеком. По мере старения краткосрочная память людей – то есть способность запоминать что-то на короткий срок, – ухудшается. Команда Дубаль проверила способности краткосрочной памяти 18 макак-резусов, возраст которых был условно эквивалентен 65 годам у людей. Каждой из обезьян нужно было запомнить местонахождение съедобного лакомства, спрятанного учеными в одной из удаленных лунок – подобные тесты часто проводятся, потому что они позволяют эффективно проверить краткосрочную память и со временем проходить их легче не становится.
Затем ученые ввели каждой обезьяне под кожу по одной дозе клото, что позволило поднять концентрацию этого белка в крови до уровня, который обычно наблюдается у них при рождении. Спустя четыре часа ученые снова заставили животных выполнить тесты по поиску лакомства. Тестирование шло в течение следующих двух недель. В целом, животные правильно запоминали нужные лунки чаще, чем до инъекций. Ученые проверяли обезьян с помощью заданий разной сложности: в рамках более простого задания обезьянам предлагалось меньше лунок на выбор, в рамках более сложного – больше лунок. По словам Дубаль, инъекция клото улучшила показатели животных в выполнении более простого задания примерно на 6%, а более сложного – примерно на 20%.
"Это очень воодушевляет", – сказал Мо, который не принимал участия в новом исследовании.
Ученые заставляли обезьян проходить эти тесты по несколько раз в течение двух недель. Выяснилось, что, хотя клото распадается в организме всего за пару дней после введения, повышающее когнитивные функции воздействие сохраняется на протяжении двух недель. "То, что эффект от инъекции сохраняется две недели, – просто замечательно, хотя мы пока не знаем, поможет ли повторное введение продлить его", – сказал Эрик Вердин (Eric Verdin), глава Института исследования старения имени Бака, который не принимал участие в работе.
Прежние исследования на мышах показывали, что как низкие, так и высокие дозы клото улучшают когнитивные функции животных, помогая им успешнее справляться с заданиями в лабиринтах, в ходе которых проверяются обучаемость и память. Команда Дубаль вводила обезьянам дозы 10, 20 и 30 микрограммов на килограмм веса, и выяснилось, что польза от их введения переставала расти уже на дозе в 10 микрограммов. Это важный момент, на который ученые должны обратить внимание в связи с тем, что они рассматривают возможность тестирования клото на людях. "Больше не всегда лучше", – сказал Вердин, комментируя оптимальную дозу.
Когда люди рождаются, уровень клото у них примерно в пять раз выше, чем во взрослом возрасте, и в экспериментах с обезьянами низкая доза этого белка была эквивалентна уровню, который у них наблюдается в младенчестве. Дубаль предполагает, что в случае с приматами важно сделать так, чтобы доза находилась в пределах диапазона, с которым организм уже сталкивался прежде, то есть чтобы не было превышений. Следующий шаг будет заключаться в том, чтобы протестировать более низкие дозы в клинических испытаниях с участием людей – с целью найти "терапевтически оптимальную дозу для человека". "Вполне возможно, для сохранения здоровья мозга нужно лишь восполнение нехватки, а вовсе не супер-доза белка", – сказала Дубаль.
Тем не менее, клото остается большой загадкой. Никто точно не знает, как он воздействует на мозг. "Это настоящий черный ящик", – сказал Вердин. Исследователи считают, что белок должен каким-то образом защищать мозг – но как? Насколько нам известно, он не может преодолеть гематоэнцефалический барьер – полупроницаемую границу, состоящую из кровеносных сосудов и тканей, которая не дает многим вредным веществам попадать в мозг.
Учитывая, что воздействие клото на когнитивные функции сохраняется дольше, чем его присутствие в организме, Дубаль предполагает, что этот белок должен оказывать влияние на связи между нейронами в мозге – возможно, "реконструируя синапс, который позволяет лучше сохранять воспоминания". Ее исследовательская группа в настоящее время работает над тем, чтобы выяснить, как клото попадает в мозг и что он там делает.
Эксперимент на обезьянах был ограничен всего двумя неделями наблюдений, поэтому ученые не знают, могли ли эффекты клото сохраняться дольше. Кроме того, в ходе своего исследования они использовали лишь один тип задач на проверку когнитивных функций, который не позволяет протестировать все виды памяти, в частности процедурную память или способность вспоминать, как нужно выполнять те или иные задачи. И, несмотря на генетическое сходство с людьми, макаки-резусы все же не люди. Учитывая различия в развитии мозга и в том, какую жизнь ведут человек и обезьяна, никто не может быть уверен, что открытия, сделанные в ходе экспериментов над другими видами приматов, будут применимы к людям.
Тем не менее, по мнению Дубаль, результаты их исследования – это веский аргумент в пользу проведения испытаний на людях. "Мы знаем, что клото работает в мозге, который очень похож на наш", – сказала она. Учитывая острую необходимость найти эффективное лечение нейродегенеративных заболеваний, "необходимо как можно быстрее переходить к исследованиям на людях".
Поскольку белок клото улучшил рабочую память у обезьян, по словам Дубаль, после подтверждения безопасности инъекций ученым необходимо будет проверить, улучшают ли инъекции белка показатели людей в стандартизированных тестах на управляющие функции, такие как удержание информации в уме, планирование и решение задач. Задания подобных типов обычно используются для оценки пациентов с такими состояниями, как болезнь Альцгеймера.
По мнению Вердина, если ученые перейдут к испытанию клото на человеке, первыми, кто получит этот белок в рамках клинических исследований, будут пожилые люди, у которых уже наблюдается снижение когнитивных функций. Если будет доказано, что инъекции белка безопасны и эффективны, ученые начнут проводить испытания на более молодых людях, чтобы выяснить, может ли этот белок служит профилактическим средством против снижения когнитивных функций. Клото нельзя принимать в форме таблеток, поэтому, скорее всего, его можно будет выпускать в форме шприца-ручки – аналогично лекарству от диабета второго типа Оземпик, которое вводят под кожу раз в неделю.
Компания Unity Biotechnology, базирующаяся в Сан-Франциско, которая была создана в 2016 году при поддержке Джеффа Безоса и клиники Майо, получила права на работу ученых Калифорнийского университета и планирует в конечном счете протестировать препарат на основе клото для лечения когнитивных расстройств в клинических испытаниях на людях.В настоящее время компания тестирует белок на животных.
Автор статьи: Селия Форд (Celia Ford), Эмили Маллин (Emily Mullin)
