Хемоглобинът може да осигури антиоксидантна защита на мозъка

Хемоглобинът, известен с това, че пренася кислород от белите дробове до всички тъкани в човешкото тяло, е възможно да има пренебрегвана и потенциално революционна роля в борбата с невродегенеративните заболявания. Според учени от Института за фундаментални науки в Теджон, Южна Корея, протеинът в червените кръвни клетки осигурява антиоксидантна защита на мозъка.

При невродегенеративните заболявания, като амиотрофична латерална склероза (АЛС), болестта на Паркинсон, болестта на Алцахймер, и стареенето мозъчните клетки понасят безмилостни увреждания от реактивните кислородни видове (ROS), известни още като свободни радикали. В продължение на десетилетия учените се опитват да неутрализират ROS с различни антиоксиданти, но повечето се провалят, тъй като не могат да проникнат в мозъка, неефективни са или увреждат здравите клетки.

Как хемоглобинът може да предпази мозъка

Настоящото проучване има за цел да идентифицира собствените защитни механизми на мозъка срещу особено вредна форма на ROS – водороден пероксид (H2O2). Използвайки усъвършенствано изобразяване и молекулярен анализ, екипът открива, че хемоглобинът се съдържа в ядрото на астроцитите – вид мозъчни глиални клетки със звездовидна форма – където разгражда H2O2 до вода.

По време на проучването екипът разработва KDS12025 – малка водоразтворима молекула, способна да преминава кръвно-мозъчната бариера. KDS12025 се свърза с хемоглобина и повишава способността му да разгражда H2O2 почти 100 пъти, без да нарушава нормалната му функция за пренасяне на кислород.

При миши модели пероралното приложение на молекулата чрез питейна вода потиска невронната смърт, успокоява реактивните астроцити и възстановява мозъчната функция. Мишките с АЛС показват забавено начало на заболяването и живеят над четири седмици по-дълго от нелекуваните контроли. При модели на болестта на Паркинсон KDS12025 възстановява двигателната функция, а при модели на Алцхаймер – паметта. Лечението удължава средната продължителност на живот на гризачите от типичните две години до цели три години. Лекарството също така облекчава възпалението и увреждането на ставите в модел на ревматоиден артрит.

„Ключът беше да се разкрие антиоксидантният потенциал на хемоглобина в мозъка и да се създаде „първокласно“ съединение, което би могло селективно да го подобри. Чрез засилване на естествен защитен механизъм, вместо въвеждане на външен антиоксидант, постигнахме силна и трайна защита при множество модели на заболявания, свързани с оксидативен стрес.“, коментира първият автор на проучването д-р Уон Ууджин.

Проучването разкрива и вредна обратна връзка – излишъкът от H2O2 изчерпва хемоглобина в астроцитите, отслабвайки естествената антиоксидантна защита на мозъка и ускорявайки дегенерацията. Чрез повишаване на нивата и активността на хемоглобина, KDS12025 обръща тази тенденция, което води до намаляване на оксидативния стрес, запазване на невроните и поддържане на здравословна мозъчна функция.

Важна стъпка в борбата срещу невродегенеративните заболявания

Никое предишно проучване не е било насочено към хемоглобина в астроцитите, нито е демонстрирало толкова широки защитни ефекти, категорични са изследователите.

„Това е важна стъпка напред в борбата срещу невродегенеративните заболявания. Чрез подобряване на хемоглобина в мозъка за борба с оксидативния стрес, ние откриваме изцяло нов терапевтичен път.“, коментира Джъстин Лий от Института за фундаментални науки.

Проучването трансформира хемоглобина от познат кислороден транспортер в прецизна антиоксидантна защитна система за мозъка. То бележи потенциална промяна в начина, по който учените подхождат към невродегенеративните заболявания, свързания с възрастта когнитивен спад и автоимунните състояния.