Этот крошечный пептид может помочь остановить повреждение головного мозга после травмы

В ходе испытаний на животных (мышах и свиньях) исследователи вводили CAQK внутривенно вскоре после травмы. Пептид привлекали к поврежденным частям мозга, поскольку он притягивается к белку, которого после травмы становится необычайно много в поврежденной ткани. CAQK накапливался там, где был сконцентрирован этот белок, и помогал уменьшить воспаление, гибель клеток и повреждение тканей головного мозга. У мышей лечение также улучшило функциональное восстановление и не выявило очевидной токсичности.

Детали исследования и планы испытаний на людях

Результаты были опубликованы в журнале EMBO Molecular Medicine и указывают на новые способы лечения поврежденных участков мозга. Работу возглавила компания Aivocode (дочерняя компания Института Сэнфорда Бернема Пребиса) в Сан-Диего, Калифорния, в партнерстве с IQAC-CSIC и Калифорнийским университетом в Дэвисе.

Aivocode была основана исследователями Аманом П. Манном, Сазидом Хусейном и Эркки Руослахти (авторами исследования). Компания заявляет, что планирует получить разрешение Управления по контролю за продуктами и лекарствами США (FDA) на начало клинических испытаний фазы I на людях. Сроки не объявлены, но небольшой размер CAQK имеет значение, поскольку это короткий пептид, который легче производить и который может хорошо проникать в ткани, что делает его многообещающим кандидатом на лекарство.

Черепно-мозговая травма и отсутствие одобренных лекарств

Черепно-мозговая травма (ЧМТ) обычно возникает после удара по голове, включая травмы в результате дорожно-транспортных происшествий, несчастных случаев на производстве или падений. По оценкам, ежегодно от него страдают около 200 человек на 100 000 жителей. Сегодняшняя медицинская помощь направлена на поддержание стабильности пациентов за счет снижения внутричерепного давления и сохранения кровотока, однако не существует одобренных лекарств, которые останавливают само повреждение головного мозга или последующий вторичный каскад, включая воспаление и гибель клеток. Некоторые экспериментальные подходы также требуют прямых инъекций в мозг, что является инвазивным и может привести к осложнениям.

«Современные методы лечения острой черепно-мозговой травмы направлены на стабилизацию состояния пациента за счет снижения внутричерепного давления и поддержания кровотока, но не существует одобренных лекарств, которые могли бы остановить повреждение и вторичные эффекты этих травм», — объясняет доктор Пабло Скоделлер, исследователь IQAC-CSIC и соавтор исследования.

Неинвазивный подход и ключевая связь с более ранними исследованиями

Разработка неинвазивного метода лечения поврежденного мозга остается одной из самых больших проблем неврологии. Это исследование основано на более раннем исследовании 2016 года, опубликованном в журнале Nature Communications.

В этой более ранней работе исследователь Аман П. Манн и Пабло Скоделлер, работающие в лаборатории доктора Руослахти в Сэнфорд Бернем Пребис (старший автор обоих исследований), идентифицировали пептид, который может воздействовать на поврежденные участки мозга мыши. Пептид CAQK был обнаружен с помощью пептидно-фагового дисплея — крупномасштабного метода скрининга, который помогает исследователям выбирать молекулы, которые связываются с конкретными тканями. В то время CAQK служил главным образом «транспортным средством» для доставки наркотиков непосредственно в пострадавший регион. Новое исследование показывает нечто большее: сам CAQK может иметь терапевтический эффект.

Как CAQK воздействует на поврежденные ткани мышей и свиней

Чтобы проверить, может ли CAQK работать в качестве лечения, команда ввела его внутривенно вскоре после умеренной или тяжелой черепно-мозговой травмы. Затем они увидели, как пептид накапливается в поврежденной ткани головного мозга как у мышей, так и у свиней (у последних мозг больше похож на человеческий, чем у мышей). Исследователи также обнаружили, что CAQK связывается с гликопротеинами (белками, прикрепленными к сахарам), количество которых увеличивается после травмы и является частью внеклеточного матрикса — поддерживающей структуры, окружающей клетки мозга.

Когда мыши с черепно-мозговой травмой получали CAQK, размеры их повреждений были меньше, чем у контрольных мышей. «Мы наблюдали меньшую гибель клеток и более низкую экспрессию маркеров воспаления в поврежденной области, что указывает на то, что CAQK облегчает нейровоспаление и его вторичные эффекты. Тесты на поведение и память, проведенные после лечения, также показали улучшение функционального дефицита без явной токсичности», – объясняет первый автор исследования, доктор Манн.

Результаты показывают, что CAQK может способствовать восстановлению поврежденной ткани головного мозга и может иметь терапевтическую ценность после травмы. «Что интересно, это не только доказанная высокая эффективность, но и очень простое соединение — короткий пептид, который легко безопасно синтезировать в больших масштабах. Пептиды с такими характеристиками хорошо проникают в ткани и неиммуногенны», — заключает Скоделлер.