Экспрессия цилиарного нейротропного фактора в астроцитах при воздействии урсоловой кислоты
Yuan Zhang et al. / Proceedings of the National Academy of Sciences, 2020
Урсоловая кислота при оральном введении останавливает развитие аналога рассеянного склероза у мышей, стимулирует созревание олигодендроцитов и восстанавливает миелиновую оболочку нейронов центральной нервной системы. Кислота взаимодействует с активируемым пероксисомными пролифераторами рецептором гамма и через транскрипционный фактор CREB запускает выделение цилиарного нейротропного фактора, который влияет на дифференцировку предшественников олигодендроцитов. Исследование опубликовано в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.
Рассеянный склероз — аутоиммунное заболевание, которое нарушает миелиновую оболочку нейронов во всей центральной нервной системе. Современные подходы к лечению рассеянного склероза позволяютостановить аутоиммунные реакции и эффективны на ранних стадиях болезни. Однако не существует способа восстановить миелиновые оболочки нервных клеток и вернуть им функциональность. Потенциал для этого есть — в очагах демиелинизации скапливаютсяпредшественники олигодендроцитов (клеток, которые создают оболочки нейронов в центральной нервной системе), однако те не развиваются.
Урсоловая кислота содержится во многих растениях, в том числе в кожуре фруктов. Это вещество обладает целым набором фармакологических свойств, его используют в составе лекарственных растений для терапии болезни Паркинсона, ревматоидного артритаи диабета. Введение урсоловой кислоты также может предотвратитьразвитие экспериментального аутоиммунного энцефаломиелита (ЭАЭ, модели рассеянного склероза на мышах).
Ученые из Китая и США во главе с Юань Чжаном (Yuan Zhang) из Университета Томаса Джефферсона исследовали эффект урсоловой кислоты на мышах с ЭАЭ. Вещество вводили орально, терапию начинали в начале развития заболевания (через 11 дней после запуска развития ЭАЭ), на его пике (18 дней) или в хронической фазе (60 дней). На 30 или 120 день получали срезы спинного мозга мышей и иммуногистохимически окрашивали их на различчные маркеры (например, миелина, аксонов, олигодендроцитов).
Чтобы разделить антивосполительный и миелинизирующий эффекты урсоловой кислоты, ее действие исследовали на мышах, разрушение миелина в мозге которых было запущено купризоном — в таком случае воспалительные процессы и присутствие T-клеток иммунитета в очаге поражения минимальны. Кроме того, действие урсоловой кислоты проверили на культуре астроцитов — эти клетки выделяют факторы развития олигодерндроцитов.
Все описанные выше исследования провели также на животных, гетерозиготных по гену активируемого пероксисомными пролифераторами рецептора гамма (PPARγ). Урсоловая кислота является агонистом этого рецептора, а его активация смягчаетвоспалительные процессы и запускает механизмы защиты нейронов. Авторы работы предположили, что взаимодействие с PPARγ — основной механизм воздействия урсоловой кислоты.
Наиболее эффективной дозой урсоловой кислоты оказалась доза в 25 миллиграмм на килограмм массы тела в день. Препарат значительно снизил воспаление (p < 0,01) и демиелинизацию (p < 0,001) в мозге, а также инфильтрацию лейкоцитов (клеток Th1 и Th17) в зоны поражения (p < 0,001). Кислота подавляла ЭАЭ, даже если лечение начинали на пике развития болезни или в ее хронической фазе.
Тяжесть течения болезни по шкале от 0 до 5; на горизонтальной оси отложено время от стимуляции развития ЭАЭ. Черный - контрольные животные, цвет - различные дозировки урсоловой кислоты, розовый - оптимальназя доза 25 миллиграммов на киллограм в день. Черными стрелками показано время начала лечения, А - в начале развития заболевания, B - на пике
Yuan Zhang et al. / Proceedings of the National Academy of Sciences, 2020
Число новых олигодендроцитов увеличилось, а их предшественников — снизилось, исходя из чего можно сделать вывод, что урсоловая кислота стимулировала дифференциацию этих клеток. Более того, терапия увеличила количество миелинизированных нейронов и восстановила поврежденные аксоны и дендриты, когда лечение было начато в хронической фазе заболевания.
Срезы спинного мозга, окрашенные флуоресцентным красителем. Зеленый - предшественники олигодендроцитов, розовый - молодые олигодендроциты, синий - ядерный краситель. Сверху - контроль, снизу - мыши, которых лечили урсуловой кислотой
Yuan Zhang et al. / Proceedings of the National Academy of Sciences, 2020
Миелинизация (зеленый) аксонов (красный) нейронов (ядра окрашены синим) спинного мозга. Слева направо: до начала развития ЭАЭ, через 60 дней; через 120 дней после стимулирования заболевания, последние 60 дней мышей лечили плацебо или урсуловой кислотой
Yuan Zhang et al. / Proceedings of the National Academy of Sciences, 2020
У животных, миелин нейронов которых был разрушен из-за купризона, урсоловая кислота также вызвала созревание олигодендроцитов и восстановление оболочек. В астроцитах, на которые действовали урсоловой кислотой, примерно в три раза по сравнению с контролем было повышено количество цилиарного нейротропного фактора (p < 0,01), который вызывал созревание олигодендроцитов.
Влияние урсоловой кислоты было опосредовано PPARγ — когда эти рецепторы блокировали антагонистами или использовали гетерозиготных по их гену животных, препарат переставал быть эффективным. Исследователи также выяснили, что в запуске выделения цилиарного нейротропного фактора участвует транскрипционный фактор CREB — при его выключении астроциты не производили нейротропный фактор.
В настоящее время урсоловая кислота проходит клинические испытания на пациентах с опухолями и по предварительным результатам она безопасна. Известно, что это вещество проникает через гематоэнцефалический барьер и может воздействовать непосредственно на нейроны центральной нервной системы. Урсоловая кислота является дешевым, безопасным и простым в применении веществом, которое потенциально можно применять в терапии хронической стадии рассеянного склероза, но это потребует дополнительных проверок и клинических испытаний на людях.
Препаратов, которые могут обратить разрушения, вызванные рассеянным склерозом, пока не существует, но их поиски ведутся давно. Несколько лет назад нашли возможную мишень для таких лекарств — экспрессия субъединицы b4 G-белка стимулируетдифференцировку олигодендроцитов и миелинизацию нейронов.
Алиса Бахарева