Исследователи из Технологического института Сибаура (Shibaura Institute of Technology) создали новые аналоги витамина K, которые в экспериментах активнее стимулировали превращение незрелых нервных клеток в нейроны. Работа опубликована в журнале ACS Chemical Neuroscience.
Речь идет о раннем этапе исследований: результаты получены на клеточных моделях и в экспериментах на мышах. Препарат на основе витамина K пока не доказал способность восстанавливать мозг у людей с болезнью Альцгеймера, болезнью Паркинсона или болезнью Хантингтона.
Почему ученые ищут способы заменить утраченные нейроны
При нейродегенеративных заболеваниях постепенно повреждаются и погибают нейроны — клетки, которые передают сигналы в нервной системе. Из-за этого могут нарушаться память, мышление, движение, речь и способность человека самостоятельно выполнять повседневные действия.
Существующие лекарства могут облегчать отдельные симптомы. Некоторые новые препараты при ранней болезни Альцгеймера, например леканемаб и донанемаб, способны замедлять ухудшение у части пациентов. Но они не возвращают утраченные воспоминания и не восстанавливают погибшие нейроны.
Поэтому один из больших вопросов современной нейробиологии звучит так: можно ли помочь мозгу заменить клетки, которые уже потеряны?
Что общего у витамина K и нервных клеток
Витамин K обычно связывают со свертыванием крови и здоровьем костей. Но в последние годы ученые изучают и его возможную роль в защите мозга, а также в нейрональной дифференцировке — процессе, при котором незрелая клетка становится полноценным нейроном.
Одна из активных форм витамина K в организме — менахинон-4 (MK-4). Однако его природного действия может быть недостаточно для будущих задач восстановительной медицины.
Команда под руководством Ёсихисы Хироты (Yoshihisa Hirota) и Ёситомо Сухары (Yoshitomo Suhara) синтезировала 12 новых соединений на основе витамина K. Часть из них объединили с ретиноевой кислотой — активной формой витамина A, которая, как известно, может способствовать созреванию нервных клеток.
Новый аналог оказался активнее природного витамина K
Исследователи проверяли, насколько сильно разные соединения подталкивают нейральные клетки-предшественники к превращению в нейроны. Клетки-предшественники — это незрелые клетки, которые еще могут выбрать путь развития и стать более специализированными клетками нервной системы.
Особенно выделилось одно соединение: оно сочетало структуру ретиноевой кислоты и метилэфирную боковую цепь. Авторы назвали его новым аналогом витамина K. В экспериментах оно примерно в три раза сильнее стимулировало нейрональную дифференцировку, чем контрольное вещество, и заметно превосходило природные формы витамина K.
Для оценки эффекта ученые измеряли уровень белка MAP2 — маркера, связанного с ростом и созреванием нейронов. Маркер в данном случае означает измеримый признак, по которому можно судить, что клетка действительно движется в сторону нервной специализации.
Неожиданная роль рецептора глутамата
Затем исследователи попытались понять, через какой путь действует витамин K. Анализ активности генов указал на метаботропные глутаматные рецепторы (mGluR) — белки на поверхности клеток, которые реагируют на глутамат, один из главных сигнальных посредников в мозге.
Особенно важным оказался рецептор mGluR1. Он уже известен своей ролью в синаптической передаче — общении между нейронами. У мышей без mGluR1 возникают двигательные и синаптические нарушения, то есть проблемы с работой нервных связей.
Компьютерное моделирование также показало, что новый аналог витамина K может связываться с mGluR1 сильнее, чем природный менахинон-4.
Соединение проникало в мозг мышей
Еще один важный вопрос — может ли такое вещество попасть в мозг. Мозг защищен гематоэнцефалическим барьером: это биологический «фильтр» между кровью и нервной тканью, который не пропускает многие вещества.
В опытах на мышах новый аналог витамина K показал устойчивый фармакокинетический профиль — то есть предсказуемое поведение вещества в организме. Он проходил через гематоэнцефалический барьер и приводил к более высоким концентрациям активного менахинона-4 в мозге по сравнению с контрольным соединением.
Почему это пока не лечение болезни Альцгеймера
Результаты выглядят многообещающе, но их важно не переоценивать. Это не клиническое исследование на людях и не доказательство того, что витамин K или его аналоги могут восстановить память у пациентов.
Пока ученые показали другое: можно создать более активные соединения на основе витамина K, которые в лабораторных условиях усиливают созревание нервных клеток и достигают мозга у животных. Это дает направление для будущих исследований, но путь до лекарства может быть долгим.
Для пациентов главный вывод осторожный: не стоит самостоятельно принимать высокие дозы витамина K в надежде лечить нейродегенеративные заболевания. Витамин K может взаимодействовать с некоторыми лекарствами, особенно с препаратами, влияющими на свертывание крови, поэтому любые добавки при хронических заболеваниях лучше обсуждать с врачом.
Исследования восстановления нервной ткани развиваются параллельно с другими подходами к защите мозга: например, ранее ученые изучали, как свето- и звукотерапия может поддерживать состояние миелина при болезни Альцгеймера.
Литература
Hirota Yoshihisa, Sato Taiki, Watanabe Rina, Takeda Kazuki, Sano Sho, Asano Satoshi, Shibahashi Yuki, Yasuda Yumi, Takagi Yuta, Yamashita Yutaro, Wu YuXin, Arakawa Mikino, Maitani Yuri, Lawai Vannessa, Nakagawa Kurumi, Furukawa Natsuko, Takeuchi Atsuko, Tode Chisato, Kamao Maya, Wada Akimori, Ngaini Zainab, Suhara Yoshitomo. A New Class of Vitamin K Analogues Containing the Side Chain of Retinoic Acid Have Enhanced Activity for Inducing Neuronal Differentiation // ACS Chemical Neuroscience. 2025. Vol. 16, No. 15. P. 2812. DOI: 10.1021/acschemneuro.5c00111.
