Антиоксидантная роль гемоглобина в клетках мозга указывает на новую терапевтическую авеню

Гемоглобин, давно отмечаемый для перевозки кислорода в эритроцитах, теперь выявил, что он играет упущенную-и потенциально изменяющую игру-антиоксидантную роль в мозге.

В Нейродегенеративные заболевания такой как Амиотрофический боковой склероз (ALS), Паркинсон, Альцгеймер и старение, клетки мозга выносят неустанный повреждение от аберрантного (или чрезмерного) Реактивные виды кислорода (Рос). В течение десятилетий ученые пытались нейтрализовать АФК антиоксидантными препаратами, но большинство из них не удалось: они не могли эффективно проникнуть в мозг, были нестабильными или без разбора поврежденных здоровых клеток.

Это новое исследование, во главе с директором С. Джастином Ли из Центра познания и социальности в Институте базовой науки (IBS) в Дэджоне, Южная Корея, намеревается определить собственную защиту мозга от особенно вредной формы перекиси ROS – гидрогена (H₂О₂) Исследование было опубликовано в Сигнальная трансдукция и целевая терапияПолем

С использованием продвинутая визуализация и молекулярный анализ, команда обнаружила, что гемоглобин существует в ядры Клетки мозга Критическая для поддержки нейронов – где она действует как «псевдопероксидаза», разбивая H₂О₂ в безвредную воду.

«Ключ заключался в том, чтобы раскрыть антиоксидантный потенциал гемоглобина в мозге и спроектировать« первое в своем классе соединение », которое могло бы выборочно усилить его. Повысьте механизм естественной защиты, а не внедряя внешний антиоксидант, мы достигли сильной и длительной защиты между множественными заболевания модели связан с Окислительный стресс– сказал первый автор доктор Вон Вуджин.

Команда разработала KDS12025, небольшую водорастворимую молекулу, способную пересечь барьер крови-мранка. KDS12025 связывается с гем -центром гемоглобина и повышает его способность разложить H₂О₂ почти в 100 раз, без нарушения ее нормальной функции кислорода.

При заболеваемых условиях в астроцитах KDS12025 резко снижал вредный H₂О₂ уровни В мышиных моделях пероральное введение через защищенные нейроны питьевой воды, успокаивали реактивные астроциты и восстанавливали функцию мозга.

В моделях животных пероральное введение посредством питьевой воды подавляла гибель нейронов, нормализованные реактивные астроциты и восстановленную функцию мозга. Мыши ALS продемонстрировали начало задержки заболевания и жили более чем на четыре недели дольше, чем необработанные контрольные.

В моделях Паркинсона KDS12025 восстановила моторную функцию, в то время как в моделях Альцгеймера он восстановил производительность памяти. У стареющих мышей лечение продлило среднюю продолжительность жизни с типичных двух лет до трех лет. Препарат также облегчал воспаление и повреждение суставов в модели ревматоидного артрита.

Исследование также обнаружило повреждающую петлю обратной связи: избыток h₂О₂ истощает астроцитарный гемоглобин, ослабляя природную антиоксидантную защиту мозга и ускоряет дегенерацию. Повысив уровни и активность гемоглобина, KDS12025 изменил эту тенденцию, снижая окислительный стресс, сохранение нейронов и поддержание здоровой функции мозга.

Ни одно предыдущее лечение не было нацеленным на астроцитарный гемоглобин как антиоксидантную систему, а также не продемонстрировал такие широкие защитные эффекты.

«Это важный шаг вперед в борьбе с нейродегенеративными заболеваниями. Повышив собственный гемоглобин мозга для борьбы с окислительным стрессом, мы открываем совершенно новый терапевтический проспект», – сказал директор Ли.

В настоящее время команда планирует дальнейшее изучение отдельной роли α- и β-глобина в мозге, уточнить производные KDS12025 для потенциального использования человека и изучить его применение при других расстройствах, вызванных окислительным стрессом.

Эта работа превращает гемоглобин из знакомого транспортера кислорода в точную систему антиоксидантной защиты для мозга. Он знаменует потенциальный сдвиг парадигмы в том, как ученые подходят к нейродегенеративным заболеваниям, возрастному снижению и аутоиммунным состояниям.