5 Minutės
Tyrėjai iš University of California, Irvine praneša, kad natūralus žaliosios arbatos antioksidantas, derinamas su įprasta vitamino B3 forma, gali atkurti pagrindinę ląstelinės energijos molekulę neuronuose ir suaktyvinti smegenų atliekų šalinimo mechanizmus. In vitro auginamuose pelės neuronuose šis derinys padidino guanozino trifosfato (GTP) lygius, atgaivino su autofagija susijusias valymo funkcijas ir sumažino amiloido beta sankaupas — tai požymiai, siejami su Alzheimerio liga. Kadangi abu junginiai randami maiste ir jau yra registruoti kaip maisto papildai, rezultatai rodo realistišką, mažos rizikos kelią tolimesniam terapiniam vystymui.
Scientific background: EGCG, nicotinamide and cellular energy
Epigallocatechin gallate (EGCG) yra gausus polifenolis žaliojoje arbatoje, kuriam priskiriamos antioksidacinės ir neuroprotekcinės savybės. Nikotinamidas yra vitamino B3 forma (niacino metabolitas), randama grūduose, žuvyje, riešutuose, ankštiniuose ir kiaušiniuose bei gaminama normalios ląstelių medžiagų apykaitos metu. UC Irvine komanda tiria šias dvi molekulės kartu, siekdama patikrinti, ar jos gali paveikti ląstelių viduje esančias nukleotidų atsargas — konkrečiai guanozino trifosfatą (GTP), mažiau tiriamą energijos nešiklį, kuris palaiko svarbias neuronų funkcijas.
GTP dalyvauja daugelyje ląstelių funkcijų, įskaitant mikrotubulų dinamiką, viduląstelininį transportą ir autofagiją — ląstelės sistemą pažeistų baltymų ir organelių skaidymui bei perdirbimui. Ankstesni tyrimai siejo mažėjančias neuronų energetines būkles ir proteostazės sutrikimus su senėjimu bei neurodegeneracinėmis ligomis. Nauji eksperimentai identifikavo GTP mažėjimą kaip galimą mechanistinį veiksnį, prisidedantį prie toksiškų baltymų sankaupų susidarymo su amžiumi.
Methods and key experimental findings
In vitro eksperimentuose naudotos kultivuotos pelės smegenų žievės neuronų ląstelės, veikiamos EGCG ir nikotinamido atskirai ir kartu. Tyrėjai matavo ląstelių vidinį GTP lygį, autofagijos žymenis ir amiloido beta sankaupų buvimą. Taip pat buvo vertinami neuronų žymenys, rodančios su amžiumi susijusius pažeidimus.
Derinamas gydymas lėmė matomą GTP padidėjimą, palyginti su kontrolėmis, o neuronai su didesniu GTP rodė sustiprintą autofaginį srautą — tai rodo, kad perdirbimo mechanizmai veikė efektyviau. Svarbu, kad gydytose ląstelėse sumažėjo amiloido beta sankaupos ir dalinai atsistatė su ląstelių senėjimu susiję žymenys. Šie rezultatai leidžia manyti, kad nukleotidų energijos balanso atkūrimas gali vėl leisti neuronus išvalyti toksiškus baltymus.
Tyrimas pabrėžia, kad stebimi 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 atkūrimą.
Implications for Alzheimer’s research and treatment development
Darbas pabrėžia GTP kaip nepakankamai įvertintą neuronų „namų ūkio“ funkcijų variklį. Jei GTP išsekimas prisideda prie lėtai kauptų netinkamai sulankstytų baltymų susidarymo senstančiose smegenyse, terapijos, atkuriantys nukleotidų balansą, galėtų sulėtinti arba užkirsti kelią vėlesnei patologijai, įskaitant su Alzheimerio liga susijusį amiloido agregavimą.
Nors EGCG ir nikotinamidas pasiekiami per mitybą ir papildus, autoriai ir kiti ekspertai įspėja, kad šie rezultatai gauti iš in vitro modelių su pelių ląstelėmis. Norint šiuos duomenis pritaikyti žmonėms, reikia kruopščio dozių optimizavimo, farmakokinetikos tyrimų ir kontroliuojamų klinikinių tyrimų, kad būtų nustatytas saugumas ir veiksmingumas neurologinių ligų prevencijai ar modifikavimui.
Ankstesni epidemiologiniai tyrimai siejo reguliarią žaliosios arbatos vartojimą su mažiau baltosios medžiagos pažeidimų ir mažesne demencijos rizika, nors priežastinis ryšys vis dar neįrodytas. Nikotinamidas ir kiti NAD+ pirmtakai parodė neuroprotekcinius efektus insulto modeliuose ir kituose neurodegeneracijos tyrimuose. Šis naujas mechanistinis ryšys su GTP suteikia pagrįstą biocheminį paaiškinimą kai kuriems pastebėjimams ir siūlo konkretų biocheminį tikslą tolimesniems tyrimams.
Expert Insight
Dr. Amina Patel, Neurobiologijos profesorė Institute for Brain Health (fiktyvus), komentuoja: "UC Irvine rezultatai yra įtikinami, nes jie nukreipia dėmesį į nukleotidų energetines būsenas — ypač GTP — kaip modifikuojamą veiksnį neuronų priežiūroje. Reikia ištirti, ar panašūs GTP deficitai pasireiškia žmogaus neuronuose senstant ir sergant Alzheimerio liga, ir ar mitybos ar papildų būdai gali pasiekti terapines koncentracijas centrinėje nervų sistemoje."
Dr. Patel priduria: "Džiugu, kad junginiai jau yra gerai žinomi saugumo atžvilgiu daugelyje kontekstų, tačiau klinikinė transliacija reikalauja griežtų tyrimų. Šis darbas suteikia aiškią biocheminę hipotezę, kurią verta išbandyti."
Limitations, safety and next steps
Pagrindiniai apribojimai, kuriuos reikia turėti omenyje:
- Eksperimentai atlikti kultivuotose pelės neuronuose, ne gyvuose gyvūnuose ar žmonėse. Ląstelių atsakai intaktinėje smegenų audinyje gali smarkiai skirtis.
- Efektyvios koncentracijos in vitro gali būti nepasiekiamos arba nesaugios žmonėms be formuliavimo pakeitimų ar pristatymo strategijų, gerinančių patekimą į smegenis.
- Nežinomi ilgalaikiai poveikiai, sąveikos su kitais vaistais ir galimos nepageidaujamos pasekmės, susijusios su ilgalaikiu nukleotidų rezervų manipuliavimu.
Planuojami tolimesni žingsniai apima GTP atsako patvirtinimą senėjimo ir Alzheimerio gyvūnų modeliuose, tikslių biocheminių kelių, kuriais EGCG ir nikotinamidas didina GTP, išaiškinimą bei transliacinius tyrimus, kurie spręs dozių parinkimą, kraujagyslių smegenų barjero pralaidumą ir saugumą vyresniame amžiuje.
Related technologies and research directions
- Nutraceutikos formuluotės ir provaistai, gerinantys EGCG arba nikotinamido dariniai CNS patekimą.
- Biomarkeriai, leidžiantys stebėti neuronų GTP lygius arba autofaginę veiklą in vivo.
- Derinių strategijos, jungiančios metabolinę paramą su anti-amiloidinėmis arba anti-tau terapijomis.
Conclusion
UC Irvine tyrimas identifikuoja perspektyvų biocheminį kelią — neuronų GTP atkūrimą naudojant žaliosios arbatos polifenolį (EGCG) kartu su nikotinamidu — kuris suaktyvina autofagiją ir mažina amiloido beta kaupimąsi kultivuotuose pelės neuronuose. Rezultatai atskleidžia galimą mechanizmą, jungiantį mitybą, papildomus metabolitus ir smegenų proteostazę, ir palaiko tolesnius priešklininius bei klinikinius tyrimus. Nors tai skatina optimizmą, šie duomenys išlieka preliminarūs: kontroliniai gyvūnų tyrimai ir žmogaus klinikiniai tyrimai bus būtini norint nustatyti, ar šis požiūris gali būti saugi ir veiksminga Alzheimerio ligos prevencijos ar gydymo strategija.
Šaltinis: sciencealert
Komentarai