Парадоксът на гена на смъртта p53, който действа като щит в хипокампуса

Екипът на проф. Ю Сеонг-уун от Катедрата по мозъчни науки в Института за наука и технологии Daegu Gyeongbuk (DGIST), Южна Корея, изяснява парадоксалния защитен механизъм на гена p53, който предотвратява смъртта на невронните стволови клетки в мозъка при условия на хроничен стрес. Всъщност значимото откритие на корейските учени е, че генът p53 представлява ключова спирачка, която регулира процеса на клетъчна смърт.

Парадоксът на гена на смъртта p53

Изследователският екип на проф. Ю Сеонг-уун разкрива необичайното поведение на генетична последователност в отговор на продължителен емоционален натиск. Така проучването хвърля светлина върху скритите биологични процеси, които предизвикват сериозни психични заболявания като депресия и тревожност. Хроничният стрес е в основата на автоимунното разрушаване на невронните стволови клетки в хипокампуса. Досега точният процес на когнитивния спад остава загадка. Учените съобщават, че хроничният стрес предизвиква автофагия – процесът на самоунищожение на невронните стволови клетки в хипокампусът.

Важно е и откритието, че генът p53 служи като основна спирачка, която регулира процеса на клетъчната смърт.

p53 е известен като типичен ген на смъртта (ген на апоптозата), тъй като има способността да унищожава туморните клетки. Анализите на корейските учени показват, че генът на смъртта действа в същото време и като основен фактор за оцеляване в мозъка. Основната му функция в нервната тъкан е да забави драстично клетъчното разграждане като предотврати унищожаването на здрави неврони от вътрешната система за почистване на тялото.

„За първи път показахме, че p53, известен с това, че насърчава клетъчната смърт, всъщност функционира като защитна бариера, която предпазва клетките от стрес в невронните стволови клетки на хипокампуса“, казва проф. Ю Сеонг-уун.

Механизмът на клетъчна резистентност

За да потвърди тази хипотеза екипът на проф. Ю Сеонг-уун анализира мишки, които са генно модифицирани и от чиято нервна система е отстранен този биологичен елемент. Така става ясно, че мишките, лишени от тази защита, стават изключително уязвими към хроничен стрес, който от своя страна води до бърза смърт на невралните стволови клетки и значителни нарушения на паметта. Липсата на този вид молекулярна бариера води до ускорена загуба на когнитивни способности и до изостряне на патологично поведение, свързано пряко с клинични състояния на генерализирани социални фобии.

При микроскопско изследване става ясно, че при нормални условия на психологически стрес ключовият протеин LC3 се свързва със защитния фактор, за да постави началото на процеса на клетъчно рециклиране. Насищането с вредни хормони обаче разгражда напълно този естествен щит и по този начин оставя организма напълно беззащитен срещу собствената му разрушителна биологична активност. Когато тъканта е лишена от тази генетична защита, невронните структури навлизат във фаза на необратимо, масивно самоунищожение, което от своя страна спира регенерацията на хипокампуса.

Следващият опит показва, че когато учените използват много ниски дози от лекарството против рак RITA, което активира p53, то оказва влияние на свързването на LC3 и p53 и на практика предотвратява успешно разграждането на p53. Изследователите наблюдават, че при мишките, на които е поставено противораковото лекарство, смъртта на невронните стволови клетки е потисната дори в среда на хроничен стрес, а в същото време спадът на когнитивните функции и тревожното и депресивно поведение са предотвратени.

Откритието е важно доказателство за разработването на нови антидепресанти от една страна, а от друга прави възможно регистрирането на RITA и като лекарство, което е ефективно срещу депресия. Регистрацията му в Южна Корея и САЩ вече е факт.

Резултатът

Откриването на новата роля на гена p53 е основният резултат от работата на изследователския екип. Има и други обаче. Сред тях е възможността, благодарение на изводите от изследването, публикувани в статия във водещото световно академично списание в областта на автофагията Autophagy, да се осъществява превенция на депресията и нарушенията на паметта с помощта на лекарството против рак RITA.

И не на последно място: „Откритията ни ще доведат до разработването на нови лечение за психиатрични разстройства, които действат чрез механизми, различни от тези на вече съществуващите антидепресанти“, казва ръководителят на научната разработка проф. Ю Сеонг-уун.

От Института за наука и технологии Daegu Gyeongbuk подчертават, че резултатите от изследването на екипа са признати за „новаторско откритие, което предлага нова насока за лечение на мозъчни разстройства, предизвикани от стрес.“