Управление запасами сахара в мозге может стать новым оружием против болезни Альцгеймера и деменций. Исследователи из Института исследований по старению (Buck Institute) обнаружили, что накопление гликогена (запасной формы глюкозы) в нейронах нарушает защиту клеток от стресса при таупатиях — группе нейродегенеративных заболеваний. Активация фермента, расщепляющего гликоген, не только снижает повреждение нейронов, но и продлевает жизнь модельным организмам.
«Хранящийся гликоген активно участвует в патологии, а не просто «сидит» в мозге», — подчеркивает Панкадж Капахи (Pankaj Kapahi), научный сотрудник, руководитель исследования.
Методы исследования
Учёные использовали мультидисциплинарный подход:
-
Модели плодовых мух с таупатией для изучения метаболизма гликогена.
-
Нейроны человека, выращенные из стволовых клеток пациентов с лобно-височной деменцией.
-
Анализ влияния фермента гликогенфосфорилазы (GLYP), запускающего расщепление гликогена.
-
Тестирование ограничения питания (DR) и молекулы 8-Br-cAMP для активации защитных путей.
«Работа на мухах позволила целенаправленно перейти к человеческим нейронам», — отмечает Капахи.
Ключевые результаты
-
При таупатиях (включая Альцгеймер) белок тау связывается с гликогеном, блокируя его расщепление.
-
Активация GLYP перенаправляет сахар в пентозофосфатный путь (ПФП), усиливая выработку глутатиона и NADPH — молекул, нейтрализующих окислительный стресс.
-
Ограничение питания и препарат 8-Br-cAMP имитировали эффект GLYP:
– Снижение повреждения нейронов на 40-60%
– Увеличение продолжительности жизни модельных организмов -
GLP-1 агонисты (препараты для похудения) могут работать против деменции через аналогичный механизм.
Перспективы и сотрудничество
Исследование опубликовано в журнале «Nature Metabolism». Работа объединила:
-
Лабораторию Капахи (нейродегенерация и старение)
-
Экспертов по протеомике из Университета Эмори (Emory University)
-
Специалистов по стволовым клеткам (лаборатория Эллерби (Ellerby Lab))
Судипта Бар (Sudipta Bar), ведущий автор, отмечает:
«Переключение метаболизма сахара на защитный путь — потенциальная стратегия против деменций».
Дальнейшие шаги:
-
Разработка препаратов, активирующих GLYP.
-
Изучение связи диеты и нейродегенерации.
-
Клинические испытания на основе открытого механизма.
Термины для понимания:
-
Таупатии — заболевания с накоплением белка тау (Альцгеймер, лобно-височная деменция).
-
Пентозофосфатный путь — метаболический каскад, производящий антиоксиданты.
-
GLP-1 агонисты — препараты (например, семаглутид), снижающие риск деменции на 30-50% в исследованиях.
Литература.
“Neuronal Glycogen Breakdown Mitigates Tauopathy via Pentose Phosphate Pathway-Mediated Oxidative Stress Reduction” by Sudipta Bar et al. Nature Metabolism
