Ученые открыли механизм, который мешает гибели нервных клеток при гипоксии
Гипоксия является ключевым фактором, сопровождающим большинство патологий головного мозга, в том числе ишемию и нейродегенеративные заболевания. Снижение концентрации кислорода служит причиной необратимых изменений метаболизма нервных клеток, что влечет за собой их гибель и разрушение межклеточных взаимодействий. Поскольку нейронные сети отвечают за обработку, хранение и передачу информации в головном мозге, потеря элементов сети может привести к нарушению функций центральной нервной системы, а, следовательно, развитию неврологического дефицита и тяжелой инвалидизации пациента.
Поэтому в настоящее время мировым нейробиологическим сообществом ведется активный поиск соединений, способных предотвратить гибель нервных клеток и поддерживать их функциональную активность в условиях стресса.
По словам директора Института биологии и биомедицины Университета Лобачевского Марии Ведуновой, в своем подходе по борьбе с гипоксией и ее последствиями учёные университета предлагают задействовать собственные возможности организма.
«Наш особый интерес связан с глиальным нейротрофическим фактором (GDNF). Данные сигнальные молекулы не только принимают активное участие в росте и развитии нервных клеток в эмбриональном периоде, но также задействованы в реализации защитных механизмов и адаптации клеток головного мозга при воздействии различных стресс-факторов во взрослом состоянии», – отмечает Мария Ведунова.
С применением передовых методик по изучению структуры и функциональной активности нейронных сетей головного мозга группой учёных из Университета Лобачевского и Института клеточной биологии и нейробиологии Университета Шарите (Германия) было показано, что активация нейротрофического фактора GDNF препятствует гибели нервных клеток и способствует поддержанию нейросетевой активности после перенесенного гипоксического повреждения. Особую значимость работы представляют данные по выявлению ключевых участников молекулярных каскадов, ответственных за реализацию защитного действия GDNF. Таковыми являются ферменты – киназы RET, AKT1, Jak1 и Jak2t.
«Благодаря полученным результатам учёные Университета Лобачевского значимо продвинулись в разработке теоретических основ для создания нового способа коррекции гипоксических состояний центральной нервной системы. Дальнейший этап работы связан с исследованием возможности активации нейротрофического фактора GDNF у экспериментальных животных при моделируемом гипоксическом повреждении», – продолжает Мария Ведунова.
Учёными было показано, что активация глиального нейротрофического фактора позволяет защитить клетки головного мозга от гибели при гипоксическом повреждении, а также сохранить функции нейронных сетей в отдаленном периоде после воздействия.
Глубокое понимание принципов работы нейронных сетей при гипоксическом повреждении, а также механизмов защитного действия биологически активных молекул нашего организма (нейротрофического фактора GDNF) может войти в основу разработки эффективного способа коррекции различных патологий ЦНС, развивающихся при кислородной недостаточности.
Данные результаты носят фундаментальный характер, однако могут быть значимым элементом комплексных исследований, направленных на разработку новых методов диагностики и терапии гипоксических состояний ЦНС, что, несомненно, имеет большой коммерческий потенциал.
Исследования поддержаны грантом Российского научного фонда, промежуточные результаты исследований опубликованы в высокорейтинговом журнале Oxidative Medicine and Cellular Longevity (импакт-фактор журнала 5.392).