Витамин K против смерти мозга. Учёные нашли форму, которая обращает Альцгеймер и Паркинсон вспять

Нейродегенеративные заболевания вроде болезни Альцгеймера, Паркинсона и Хантингтона связаны с постепенной гибелью нейронов. Когда нервные клетки разрушаются, мозг теряет способность обрабатывать информацию, нарушаются память, координация и речь. Существующие лекарства способны лишь облегчать симптомы, но не останавливают и не обращают вспять сам процесс нейродегенерации. Поэтому одно из ключевых направлений современной нейробиологии — поиск веществ, которые могут стимулировать образование новых нейронов и восстанавливать повреждённые участки мозга.

Команда японских учёных из Технологического института Сибаура под руководством Ёсихисы Хироты и Ёситомо Сухары предложила неожиданный подход — использовать модифицированные формы витамина K. Этот жирорастворимый витамин известен своей ролью в свёртывании крови и укреплении костей, но в последние годы учёные всё чаще обращают внимание на его влияние на работу мозга. Обычные формы, вроде менахинона-4 (MK-4), проявляют слабую активность в нервной ткани, однако исследователи сумели радикально усилить его действие.

Учёные синтезировали 12 новых гибридных аналогов витамина K, объединив его молекулу с разными функциональными группами — ретиноевой кислотой (активным метаболитом витамина A, который ускоряет дифференцировку нейронов), карбоновой кислотой или метиловым эфиром. Затем они сравнили, насколько эффективно каждое соединение помогает стволовым клеткам превращаться в зрелые нейроны. В ходе экспериментов было выявлено соединение, сочетающее ретиноевую кислоту и метиловый эфир, которое втрое превосходило по эффективности естественный витамин K. Новый аналог получил условное название Novel VK.

Чтобы понять, почему витамин K влияет на формирование нейронов, исследователи изучили активность рецепторов SXR и RAR — они управляют генами, связанными с развитием и выживанием клеток. Обработка клеток мышей новыми соединениями показала, что гибриды сохраняют свойства обоих исходных компонентов. При этом уровень белка Map2 — маркера роста нейронов — у клеток, обработанных Novel VK, оказался в три раза выше, чем в контрольных образцах. Это подтвердило, что соединение действительно стимулирует превращение клеток-предшественников в нейроны.

Следующий этап исследования был посвящён механизму защиты нервной ткани. Учёные провели сравнительный анализ экспрессии генов у клеток, обработанных MK-4 и веществом, подавляющим нейрогенез. Оказалось, что эффект витамина K связан с активацией метаботропных глутаматных рецепторов (mGluR) и последующими эпигенетическими изменениями. Особенно важную роль сыграл рецептор mGluR1 — он регулирует передачу сигналов между нейронами и известен тем, что его дефицит вызывает двигательные и когнитивные нарушения, сходные с симптомами болезни Паркинсона и Альцгеймера.

Чтобы подтвердить это наблюдение, команда провела моделирование и молекулярный докинг. Расчёты показали, что Novel VK связывается с mGluR1 заметно прочнее, чем природный MK-4. Учёные также проследили, как новый аналог усваивается клетками и превращается в активную форму MK-4 в живых организмах. В клеточных культурах и в опытах на мышах уровень MK-4 в мозге после введения Novel VK оказался значительно выше, чем при использовании обычного витамина. Более того, соединение легко проходило через гематоэнцефалический барьер и сохраняло стабильный профиль распределения в организме.

Результаты показали, что модифицированные формы витамина K не только усиливают рост нейронов, но и обеспечивают защиту нервных клеток через рецепторы mGluR1. По мнению авторов, это открывает перспективу создания препаратов, способных замедлять или частично обращать дегенеративные процессы при болезни Альцгеймера, Паркинсона и других нарушениях.

Как отметил доктор Хирота, разработанные аналоги действуют примерно втрое сильнее природного витамина K и могут стать основой регенеративных лекарств, способных восстанавливать утраченные нейроны. Если их эффективность подтвердится в клинических испытаниях, такие препараты смогут улучшить качество жизни пациентов и снизить нагрузку на системы здравоохранения, которым всё чаще приходится сталкиваться с ростом числа возрастных нейродегенеративных заболеваний.