Закажите обратный звонок

Адреса центров:

пр. Сизова, 21 ул. Марата, 14

График работы:

с 9:00 до 21:00
ежедневно
Свяжитесь с нами:
35

ПАУК ПОМОЖЕТ МОЗГУ ЧЕЛОВЕКА

Яд паука способен остановить гибель нервных клеток головного мозга

Издание Neuron сообщает, что международная группа ученых, в том числе представители Московского Физико-технического института (МФТИ), продемонстрировала миру, что яд паука-кругопряда (Argiope lobata) может быть использован для блокировки активности нейрорецепторов мозга человека. Открытие ученых позволит разработать препараты для лечения нейродегенеративных заболеваний ЦНС, которые будут корректировать активность рецепторов мозга.

Быстрая передача сигнала между нейронами нашего мозга происходит за счет выброса передающим нейроном специального сигнального соединения — нейромедиатора, который воздействует на принимающий нейрон. Нейромедиаторы подразделяют на возбуждающие и тормозные в зависимости от направленности действия. Нейромедиатор глутамат в головном мозге активирует нейроны за счет присоединения к глутаматным рецепторам (специальные белки, встроенные в мембрану) и открытия ионного канала, пропускающего положительно заряженные ионы. Открытие каналов приводит к деполяризации мембраны и возникновению потенциала действия, который затем распространяется по всем отросткам.

При заболеваниях нервной системы происходит излишняя активация глутаматных рецепторов, в особенности тех, которые хорошо проводят кальций. Попадание в принимающие нейроны избытка кальция запускает процессы апоптоза и дальнейшей гибели нервных клеток. Задача разработки специальных блокаторов это процесса – долгое время стояла перед наукой и медициной.

К августу 2018 года ученые завершили работу по изучению молекулярной структуры комплекса глутаматного рецептора с тремя блокаторами, включая природный токсин аргиопин из яда паука-кругопряда + 2 искусственных соединения. Химическая формула всех трех блокаторов состоит из двух частей: «головы», напоминающей остаток ароматической аминокислоты, и «хвоста» различной длины, включающего аминогруппы, соединенные алифатическими углеводородными линкерами. Наблюдения производились с помощью метода криоэлектронной микроскопии, победителя нобелевской премии 2017 года в своей области.

«Разработанные нами блокаторы проникают внутрь рецептора, когда тот открывается при действии глутамата, при этом они помещают свой положительно заряженный хвост в узкую отрицательно заряженную часть ионного канала – его селективный фильтр, обусловливающий способность пропускать только катионы. Пройти канал насквозь блокаторам не позволяет их голова, застревающая во внутренней полости рецептора», – рассказывает научный руководитель проекта, доцент кафедры биохимии и молекулярной биофизики (Columbia University, Нью-Йорк, США) Александр Соболевский.

«Полученная информация может быть использована для создания селективных блокаторов глутаматных рецепторов, пропускающих ионы кальция и являющихся важной фармакологической мишенью в целом ряде заболеваний, включая боковой амиотрофический склероз (болезнь Шарко), эпилепсию, гибель нейронов при ишемии и нейродегенерацию при болезнях Альцгеймера и Паркинсона» — добавляет его коллега Мария Елшанская.

Выяснилось, что как токсин паука, так и синтетические препараты, избирательно блокируют те рецепторы, которые хорошо пропускают кальций. При этом они не влияют на рецепторы, в открытии которых кальций участия не принимает. Таким образом, препараты на основе яда паука могут воздействовать лишь на пораженные рецепторы и не влиять на работу здоровых участков головного мозга. Теперь, когда известно, как токсины и их синтетические аналоги связываются в канале глутаматного рецептора, химики будут способны спроектировать новые, более эффективные блокаторы. Они будут препятствовать прониканию в принимающие нейроны излишнего кальция во время заболеваний нервной системы. Это спасет нервные клетки от гибели и восстановит нормальное функционирование нервной системы.

«Примечательно, что в работе мы использовали токсин паука, открытый академиком Евгением Гришиным в 1986 году. Получается, что те вещества, которые паук использует для убийства жертвы, мы применяем для исследования основ функционирования нервной системы, и они же помогут в создании новых лекарственных препаратов для лечения нейродегенеративных заболеваний», – добавляет Александр Василевский, преподаватель кафедры физико-химической биологии и биотехнологии МФТИ.

Источник: Neuron / Mechanisms of Channel Block in Calcium-Permeable AMPA Receptors

Наверх