Найдено вещество для регенерации нервов и защиты миокарда после инфаркта

24 мая 2023 года в журнале Nature было опубликовано исследование, посвященное открытию нового соединения, которое может стимулировать регенерацию нервов после травмы, а также защищать ткани сердца от повреждений, наблюдаемых после сердечного приступа. Работа была проведена Университетским колледжем Лондона (UCL) в партнерстве с Лабораторией молекулярной биологии MRC (MRC LMB) и AstraZeneca. 

Ученые присвоили химическому соединению название "1938". Механизм действия заключается в активации сигнального пути PI3K и участии в клеточном росте. Показано, что соединение увеличивает рост нейронов в нервных клетках, а в животных моделях оно уменьшает повреждение сердечной ткани после серьезной патологии и восстанавливает утраченную двигательную функцию в модели повреждения нерва.

Что такое PI3K?

Фосфоинозитид-3-киназа (PI3K) – это семейство ферментов, которые помогают контролировать рост клеток. Эти ферменты активны при различных физиологических процессах, таких как инициирование заживления ран,  а также патофизиологических, например, при росте опухолей. Существуют лекарства от рака, которые ингибируют PI3K для ограничения роста опухоли. Однако клинический потенциал активации пути PI3K остается недостаточно изученным.

Доктор Roger Williams, старший автор исследования из Лаборатории молекулярной биологии MRC, сказал: «Киназы – это молекулярные машины, которые играют ключевую роль в контроле активности наших клеток, и они являются мишенями для широкого спектра лекарств. Нашей целью было найти активаторы одной из этих молекулярных машин, чтобы улучшить ее работу. В исследованиях на животных моделях мы обнаружили, что можем напрямую активировать киназу с помощью небольшой молекулы для достижения терапевтических преимуществ в защите сердца от повреждений и стимуляции регенерации нейронов».

Научный поиск 

В этом исследовании ученые проводили скрининг тысяч молекул из библиотеки химических соединений, чтобы создать ту, которая могла бы активировать сигнальный путь PI3K. Они обнаружили, что соединение под названием 1938 способно к этому. Его биологический эффект был оценен с помощью экспериментов на сердечной ткани и нервных клетках.

Введение 1938 в первые 15 минут восстановления кровотока после сердечного приступа существенно защищало прототип миокарда в доклинической модели. Обычно при восстановлении кровотока образуются участки омертвевшей ткани в миокарде, которые могут привести к проблемам с сердцем в дальнейшей жизни.

Когда в нервные клетки, выращенные в лаборатории, был добавлен 1938, рост нейронов значительно усилился. Также средство было протестировано на крысах с повреждением седалищного нерва: введение 1938 в поврежденный нерв ускоряло восстановление функционирования задней лапы, что свидетельствовало о регенерации нерва.

Старший автор исследования, профессор James Phillips, отметил: «В настоящее время нет утвержденных лекарств для регенерации нервов, которые были повреждены в результате травмы или заболевания, поэтому существует огромная неудовлетворенная потребность. Наши результаты показывают, что есть потенциал для лекарств, которые активируют PI3K для ускорения регенерации нервов, и, что особенно важно, методы таргетной доставки помогут избежать проблем с нецелевыми эффектами, из-за которых другие соединения терпят неудачу».

Профессор Bart Vanhaesebroeck, старший автор исследования, гордится работой: «Это яркий пример междисциплинарного исследования, в котором люди, обладающие опытом в области фундаментальной науки, разработки лекарств и клинических исследований объединяют усилия вокруг инновационной идеи, одновременно пересекая границы между академией и промышленностью».

Что дальше?

Учитывая положительные результаты, группа в настоящее время работает над разработкой новых методов лечения повреждений периферических нервов, например, полученных при серьезных травмах кисти. Они также изучают, можно ли использовать активаторы PI3K для лечения повреждений центральной нервной системы, например, из-за травм спинного мозга, инсульта или нейродегенеративного заболевания.

Несмотря на то, что для получения подобных результатов в клинике  требуются дальнейшие исследования, 1938 уже сейчас является одним из немногих разрабатываемых соединений, которые могут способствовать регенерации нервов.