Гибель нейронов при нарушении аутофагии связана с истощением запасов энергии

Новое исследование показывает, что нейродегенерация может происходить из-за сбоя естественного процесса клеточного «самоочищения» — аутофагии. Это приводит к падению уровня ключевого кофермента, связанного с ниацином, и оставляет клетки мозга без энергии.

Исследователи из Университета Бирмингема под руководством доктора Сована Саркара установили, что при нарушении аутофагии в нейронах резко снижается уровень никотинамидадениндинуклеотида (NAD). Этот кофермент критически важен для выработки клеточной энергии. Его истощение приводит к тому, что клетки не могут поддерживать нормальные функции и погибают.

Ключевые механизмы:

• Учёные создали модель на основе человеческих эмбриональных стволовых клеток (hESC), у которых удалили ключевой ген, участвующий в аутофагии.
• В полученных из этих клеток нейронах с дефицитом аутофагии NAD активно потреблялся гиперактивированными естественными ферментами, такими как сиртуины (Sirtuins) и PARP.
• Падение уровня NAD вызвало нежелательные электрические изменения в митохондриях, сделав их неэффективными. В результате клетки потеряли способность метаболизировать энергию для поддержания гомеостаза.

Терапевтический потенциал:

Исследование указывает на новые пути борьбы с нейродегенеративными заболеваниями:

1. Повышение уровня NAD с помощью его предшественников: никотинамида (NAM), никотинамидмононуклеотида (NMN) и никотинамидрибозида (NR), а также потребления витамина B₃ (ниацина).
2. Использование препаратов, которые замедляют работу NAD-потребляющих ферментов семейств PARP и сиртуинов (в частности, SIRT1, SIRT2, PARP1, PARP2).

Цитаты исследователей:

• Д-р Сован Саркар: «Мы показали новый механизм гибели клеток мозга при нарушении работы аутофагии... Выявление того, что уровни NAD истощаются при неисправности аутофагии, — очень важный шаг в разработке стратегий поддержания здоровья мозга».
• Д-р Виктор Корольчук: «И аутофагия, и уровень NAD снижаются в наших клетках с возрастом... Наше исследование помогает объяснить, как эти процессы взаимосвязаны... Это открытие значительно углубляет наше понимание старения и возрастной нейродегенерации».

Результаты, опубликованные в Cell Reports, подчёркивают, что поддержание уровня NAD — одна из важнейших функций аутофагии для предотвращения гибели нейронов, и открывают новые потенциальные мишени для будущих методов лечения.