Популярный антибиотик предлагают использовать в лечении болезни Паркинсона
Антибиотик доксициклин уже более полувека применяют для лечения бактериальных инфекций. Однако недавно, совершенно случайно обнаружилось* еще одно свойство доксициклина – применение препарата в низких дозах позволяет затормозить развитие болезни Паркинсона. Антибиотик снижает токсичность альфа-синуклеина – небольшого белка, который может накапливаться в тканях центральной нервной системы, вызывая гибель нейронов
Болезнь Паркинсона – прогрессирующее хроническое заболевание нервной системы, для которого характерны нарушения регуляции движений и мышечного тонуса, что проявляется тремором, общей скованностью, нарушением позы и движений. В основе заболевания лежит гибель нейронов мозга, вырабатывающих допамин. Болезнь Паркинсона на сегодня считается неизлечимой, современные методы позволяют лишь замедлить прогресс заболевания и улучшить качество жизни пациентов.
Способность доксициклина защищать нейроны авторы работы обнаружили случайно. Они испытывали методы лечения болезни Паркинсона на мышах. У последних заболевание вызывали путем введения нейротоксичного 6-гидроксидопамина, который вызывал гибель допаминэргических нейронов и развитие симптомов болезни Паркинсона. Авторы были крайне удивлены, обнаружив, что в опытной группе мышей симптомы появились лишь у двух из 40 животных. Остальные выглядели абсолютно здоровыми. Лаборант признался, что по ошибке давал мышам корм, содержащий доксициклин, и ученые решили проверить, действительно ли этот препарат может защищать нейроны от гибели.
Эксперимент повторили. Теперь доксициклин в низких дозах давали двум группам мышей – одной перорально, другой – внутрибрюшинно. Оба варианта введения оказались эффективны.
Далее ученые попытались выяснить механизм нейропротекторного действия доксициклина. Они изучали воздействие препарата на белок альфа-синуклеин, который считается одним из главных виновников гибели допаминэргических нейронов. Альфа-синуклеин – неструктурированный белок, который в присутствии клеточных мембран агрегирует, образуя так называемые амилоидные волокна. Большие амилоидные волокна не токсичны для нейронов, тогда как малые, находящиеся на стадии олигомеров, повреждают мембраны нейронов.
Авторы работы провели эксперимент: к культурам клеток добавляли альфа-синуклеин и доксициклин, а затем исследовали, как антибиотик влияет на структуру формирующихся агрегатов альфа-синуклеина. Оказалось, что в отсутствие антибиотика формируются стандартные амилоидные волокна, тогда как при его наличии – новые структуры иной формы и размера, которые не повреждают мембраны нейронов.
Авторы также рассказали, что в опытах на животных (данные не опубликованы) доксициклин облегчает симптомы болезни Паркинсона.
Они указывают также на то, что альфа-синуклеин участвует в развитии не только болезни Паркинсона, но и других нейродегенеративных заболеваний, например, деменции с тельцами Леви. А значит необходимо исследовать эффект доксициклина на их развитие.
* Florencia González-Lizárraga, Sergio B. Socías, César L. Ávila, Clarisa M. Torres-Bugeau, Leandro R. S. Barbosa, Andres Binolfi, Julia E. Sepúlveda-Díaz, Elaine Del-Bel, Claudio O. Fernandez, Dulce Papy-Garcia, Rosangela Itri, Rita Raisman-Vozari, Rosana N. Chehín. Repurposing doxycycline for synucleinopathies: remodelling of α-synuclein oligomers towards non-toxic parallel beta-sheet structured species // Scientific Reports, 2017, 41755. doi: 10.1038/srep41755.
На фото: альфа-синуклеин проникает (желтый цвет – первая фаза, красный цвет – вторая фаза) в мембрану нейрона (синий цвет), что приводит к образованию поры в ней и гибели клетки; компьютерное моделирование; Igor Tsigelny, San Diego Supercomputer Center, UC San Diego.
