5 Minuten
Kalifornijos universiteto Irvine tyrėjai praneša, kad natūralus antioksidantas žaliojoje arbatoje, sujungtas su įprasta vitamino B3 forma, gali atstatyti esminę ląstelių energijos molekulę neuronuose ir paskatinti smegenų atliekų šalinimo mechanizmus. In vitro auginamose pelės neuronų kultūrose ši kombinacija padidino guanozino trifosfato (GTP) kiekius, atgaivino su autofagija susijusias valymo funkcijas ir sumažino amiloido beta sankaupas — požymius, siejamus su Alzheimerio liga. Kadangi abu junginiai randami maiste ir yra prieinami kaip maisto papildai, šie radiniai nurodo tikėtiną, mažos rizikos kelią tolesniam terapiniam vystymuisi.
Scientific background: EGCG, nicotinamide and cellular energy
Epigallokatechino galatas (EGCG) yra gausus polifenolis žaliojoje arbatoje, kuriam priskiriamos antioksidacinės ir neuroprotekcinės savybės. Nikotinamidas yra vitamino B3 forma (niacino metabolitas), randama kruopose, žuvyje, riešutuose, ankštinėse daržovėse ir kiaušiniuose bei gaminama įprasto ląstelių metabolizmo metu. UC Irvine komanda ištyrė šiuos du molekules kartu, norėdama patikrinti, ar jos gali paveikti ląstelėje esančias nukleotidų atsargas — konkrečiai guanozino trifosfatą (GTP), mažiau tirta energijos nešėją, palaikantį svarbius neuronų procesus.
GTP dalyvauja daugybėje ląstelinių funkcijų, įskaitant mikrotubulų dinamiką, intracelulinį transportą ir autofagiją — ląstelės sistemą, degradavimo ir pažeistų baltymų bei organelių perdirbimo. Ankstesni tyrimai siejo neuronų energetinės būklės blogėjimą ir proteostazės sutrikimus su senėjimu bei neurodegeneracinėmis ligomis. Nauji eksperimentai identifikavo GTP sumažėjimą kaip potencialų mechanistinį veiksnį, prisidedantį prie toksiškų baltymų sankaupų kaupimosi su amžiumi.
Methods and key experimental findings
In vitro eksperimentuose naudotos auginamos pelės smegenų žievės neuronų kultūros, veikiamos EGCG ir nikotinamido atskirai ir kartu. Tyrėjai matavo ląstelės vidinį GTP kiekį, autofagijos žymenis ir amiloido beta sankaupų buvimą. Taip pat vertino neuronų žymenis, susijusius su senėjimu.
Kombinuotas gydymas lėmė matomą GTP padidėjimą, palyginti su kontrolėmis, o neuronai su didesniu GTP rodė pagerėjusį autofagijos srautą — tai įrodymas, kad perdirbimo mechanizmai veikė veiksmingiau. Svarbu, kad gydytose ląstelėse sumažėjo amiloido beta kaupimasis ir buvo dalinai atstatyti su ląstelės senėjimu susiję žymenys. Šie rezultatai rodo, kad nukleotidų energijos pusiausvyros atstatymas gali vėl leisti neuronuose pašalinti toksiškus baltymus.
Tyrimas pabrėžia, kad pastebėti efektai buvo stipriausi, kai EGCG ir nikotinamidas buvo taikomi kartu, kas rodo sinergiją: EGCG antioksidaciniai ir signaliniai poveikiai gali papildyti nikotinamido vaidmenį nukleotidų ir NAD+ metabolizme, kartu palaikydami GTP atstatymą.
Implications for Alzheimer’s research and treatment development
Darbas išryškina GTP kaip nepakankamai įvertintą neuronų namų ūkio funkcijų variklį. Jei GTP išeikvojimas prisideda prie lėtai kylančio neteisingai susilankstytų baltymų kaupimosi senstančiose smegenyse, terapijos, atkurtų nukleotidų balansą, galėtų sulėtinti arba užkirsti kelią tolesnei patologijai, įskaitant amiloido kaupimąsi, siejamą su Alzheimerio liga.
Nors EGCG ir nikotinamidas prieinami per mitybą ir papildus, autorių ir kitų ekspertų nuomone, šie rezultatai gauti in vitro pelės ląstelių modeliuose. Šių išvadų perkėlimui į žmones reikalingas atsargus dozių optimizavimas, farmakokinetiniai tyrimai ir kontroliuojami klinikiniai bandymai, kad būtų nustatyta sauga ir veiksmingumas neurodegeneracinių ligų prevencijai ar modifikavimui.
Ankstesni epidemiologiniai darbai siejo reguliarią žaliosios arbatos vartojimą su mažiau baltosios medžiagos pažeidimų ir mažesne demencijos rizika, nors priežastinis ryšys dar neįrodytas. Nikotinamidas ir susiję NAD+ pirmtakai parodė neuroprotekcines savybes insulto modeliuose ir kituose neurodegeneracijos tyrimuose. Šis naujas mechanistinis ryšys su GTP suteikia pagrįstą biocheminį paaiškinimą kai kuriems iš tų stebėjimų ir pasiūlo konkretų biocheminį taikinį tolesniems tyrimams.
Expert Insight
Dr. Amina Patel, Neurobiologijos profesorė Smegenų sveikatos institute (fiktyvus), komentuoja: "UC Irvine išvados yra įtikinamos, nes jos nukreipia dėmesį į nukleotidų energijos būsenas — konkrečiai GTP — kaip keičiamą veiksnį neuronų palaikymui. Reikia patikrinti, ar panašūs GTP deficitai atsiranda žmogaus neuronuose senstant ir Alzheimerio liga sergančių smegenų audiniuose, ir ar mitybos ar papildų būdai gali pasiekti terapines koncentracijas centrinėje nervų sistemoje."
Dr. Patel priduria: "Džiugu, kad šie junginiai daugelyje kontekstų jau yra įvertinti dėl saugumo, tačiau klinikinei taikų reikės griežtų tyrimų. Šis darbas suteikia mums aiškią biocheminę hipotezę, kurią galima testuoti."
Limitations, safety and next steps
Pagrindiniai ribojimai, kuriuos verta prisiminti:
- Eksperimentai atlikti auginamose pelės neuronuose, o ne gyvuose gyvūnuose ar žmonėse. Ląstelių atsakymai gali reikšmingai skirtis pilname smegenų audinyje.
- Veiksmingos in vitro koncentracijos gali būti nepasiekiamos ar nesaugios žmonėms be formuliavimo pakeitimų arba pristatymo strategijų, gerinančių patekimą į smegenis.
- Ilgalaikiai poveikiai, sąveikos su kitais vaistais ir galimos nepageidaujamos pasekmės chroniškai manipuliuojant nukleotidų pusiausvyra nežinomos.
Planuojami tolesni žingsniai apima GTP atsako patvirtinimą senėjimo ir Alzheimerio gyvūnų modeliuose, tikslių biocheminių kelių, kuriais EGCG ir nikotinamidas didina GTP, išaiškinimą bei translacinius tyrimus, sprendžiančius dozę, kraujagyslinės barjero pralaidumą ir saugumą vyresnio amžiaus žmonėms.
Related technologies and research directions
- Nutraceutinės formulės ir protvaistai, kurie pagerintų EGCG ar nikotinamido dariniais CNS patekimą.
- Biomarkeriai, skirti stebėti neuronų GTP lygius arba autofagijos aktyvumą in vivo.
- Kombinuotos strategijos, derinančios metabolinę paramą su anti-amiloido ar anti-tau terapijomis.
Conclusion
UC Irvine tyrimas identifikuoja perspektyvų biocheminį kelią — neuronų GTP atstatymą naudojant žaliosios arbatos polifenolį (EGCG) kartu su nikotinamidu — kuris reaktivuoja autofagiją ir mažina amiloido beta kaupimąsi auginamose pelės neuronų kultūrose. Rezultatai apšviečia galimą mechanizmą, siejantį mitybą, papildomus metabolitus ir smegenų proteostazę, ir remia tolesnius priešklininius bei klinikinius tyrimus. Nors tai skatina viltį, šie duomenys išlieka preliminarūs: kontroliuojami gyvūnų tyrimai ir žmogaus klinikiniai bandymai bus būtini, kad būtų nustatyta, ar šis požiūris gali būti saugi ir veiksminga Alzheimerio ligos prevencijos arba gydymo strategija.
Quelle: sciencealert
Kommentare