Role antioxidantů hemoglobinu v mozkových buňkách ukazuje na novou terapeutickou cestu

Hemoglobin, dlouho oslavovaný pro trajektování kyslíku v červených krvinek, byl nyní odhalen, že hraje přehlíženou-a potenciálně měnící se-antioxidační roli v mozku.

V Neurodegenerativní onemocnění například Amyotrofní laterální skleróza (ALS), Parkinsonovy, Alzheimerovy a stárnutí, mozkové buňky snášejí neúnavné poškození aberantním (nebo nadměrným) reaktivní druhy kyslíku (ROS). Po celá desetiletí se vědci pokusili neutralizovat ROS antioxidačními léky, ale většina z nich selhala: nemohli proniknout mozkem účinně, byli nestabilní nebo bez rozdílu poškozený zdravé buňky.

Tato nová studie vedená režisérem C. Justinem Leeem z Centra pro poznání a společenskost v rámci Institutu pro základní vědu (IBS) v Daejeonu v Jižní Koreji se rozhodlo identifikovat vlastní obranu mozku proti zvláště škodlivé formě ROS – hydrogen peroxid (H.₂Ó₂). Studie byla zveřejněna v Transdukce signálu a cílená terapie.

Použití Pokročilé zobrazování a molekulární analýza, tým to zjistil hemoglobin existuje v jádru astrocytů-star ve tvaru mozkové buňky kritický pro podporu neuronů – kde působí jako „pseudoperoxidáza“, rozkládá se h₂Ó₂ do neškodné vody.

„Klíčem bylo odhalit antioxidační potenciál hemoglobinu v mozku a navrhnout sloučeninu„ první ve své třídě “, která by ji mohla selektivně zlepšit. Zvyšováním přirozeného obranného mechanismu než zavedením externího antioxidanta jsme dosáhli silné a trvalé ochrany napříč vícenásobným vícenásobným Modely nemocí spojené s oxidační stres“řekl první autor Dr. Won Woojin.

Tým vyvinul KDS12025, malou, vodní rozpustnou molekulu schopnou překročit bariéru krve-mozrovou. KDS12025 se váže na heme heme Heme Heme a zvyšuje jeho schopnost rozkládat h₂Ó₂ Téměř 100krát, aniž by narušila svou normální funkci přenášení kyslíku.

V podmínkách podobných nemoci v astrocytech KDS12025 ostře snížila škodlivé h₂Ó₂ úrovně. U myších modelů, ústní podávání pomocí neuronů chráněných pitnou vodou, uklidnilo reaktivní astrocyty a obnovilo funkci mozku.

U zvířecích modelů perorální podávání pitné vody potlačilo smrt neuronů, normalizované reaktivní astrocyty a obnovené funkce mozku. Myši modelu ALS vykazovaly zpožděný nástup nemoci a žily o více než čtyři týdny déle než neošetřené kontroly.

V parkinsonových modelech, KDS12025 obnovila motorickou funkci, zatímco v modelech Alzheimerovy choroby obnovila výkon paměti. U stárnoucích myší léčba prodloužila střední životnost z typických dvou let až po tři roky. Lék také zmírnil zánět a poškození kloubů v modelu revmatoidní artritidy.

Studie také odhalila škodlivou zpětnou vazbu: přebytek h₂Ó₂ vyčerpává astrocytický hemoglobin, oslabující přirozenou antioxidační obranu mozku a zrychlení degenerace. Posílením hladin a aktivity hemoglobinu KDS12025 tento trend obrátil, snížil oxidační stres, zachoval neurony a udržoval zdravou funkci mozku.

Žádná předchozí léčba nezaměřovala astrocytický hemoglobin jako antioxidační systém ani prokázal takové široké ochranné účinky.

„Jedná se o hlavní krok vpřed v boji proti neurodegenerativním onemocněním. Posílením vlastního hemoglobinu mozku v boji proti oxidačnímu stresu otevíráme zcela novou terapeutickou cestu,“ řekl ředitel Lee.

Tým nyní plánuje dále studovat odlišné role a- a β-globinu v mozku, zdokonalovat deriváty KDS12025 pro potenciální použití člověka a prozkoumat jeho aplikace v jiných poruchách poháněných oxidačním stresem.

Tato práce transformuje hemoglobin ze známého transportéru kyslíku do přesného antioxidačního obranného systému mozku. Označuje potenciální posun paradigmatu v tom, jak vědci přistupují k neurodegenerativním onemocněním, poklesu souvisejícím s věkem a autoimunitní podmínky.