Митохондрии — это органеллы, которые вырабатывают энергию в виде АТФ, необходимой для нормальной работы мозга. Они питают все ключевые процессы: от передачи сигналов между нейронами до поддержания их готовности к быстрой активации. При многих неврологических и психических заболеваниях наблюдается нарушение выработки энергии митохондриями. До недавнего времени было неясно, является ли эта дисфункция первопричиной или следствием болезни. Новое исследование впервые доказало, что сбои в работе митохондрий могут напрямую запускать нейродегенеративные процессы.
Ученые разработали инструмент под названием mitoDREADD-Gs — искусственный рецептор, встроенный в мембрану митохондрий. При введении безопасного препарата CNO этот рецептор активирует сигнальный путь, усиливающий выработку энергии. В отличие от препаратов или генной терапии, влияющих на целые ткани, новый метод не затрагивает другие части клетки и действует на субклеточном уровне.
В экспериментах мышам вводили каннабиод ТГК, известный тем, что он нарушает митохондриальную функцию и кратковременную память.
После активации рецептора mitoDREADD-Gs все признаки нарушения памяти исчезали в течение нескольких часов. Затем метод протестировали на мышах с моделями болезни Альцгеймера и лобно-височной деменции — и снова получили значительное улучшение памяти по результатам поведенческих тестов.
Активация рецептора как в культивируемых клетках, так и в ткани мозга мышей приводила к мгновенному увеличению мембранного потенциала и потребления кислорода — двух ключевых показателей эффективности митохондрий. Это доказывает, что восстановление энергетического обмена может быстро обратить когнитивные симптомы, даже на фоне других патологических изменений в мозге.
Ученые признают, что эффект был временным: после прекращения действия препарата активность митохондрий снижалась. Поэтому для облегчения симптомов требовалось постоянное лечение. Кроме того, перенос технологии на человеческий мозг пока невозможен — у людей на поздних стадиях деменции утрачено слишком много нейронных связей, а установка рецептора требует генной инженерии, безопасной версии которой для человека пока не существует.
Тем не менее, исследование открывает новые перспективы для изучения роли митохондрий в заболеваниях мозга и разработки точечных методов лечения. «Мы надеемся, что этот инструмент поможет нам глубже понять механизмы деменции и найти новые терапевтические цели», — отметил профессор Этьен Эбер Шатлен, соавтор исследования.
