Японские исследователи показали, что органические соединения, выделяемые почвенными микроорганизмами, влияют на процесс формирования амилоидных бляшек в нейронах. Они могут стать основой для профилактических или терапевтических препаратов при болезни Альцгеймера.
Болезнь Альцгеймера — самая распространенная форма деменции, которая поражает около 50 миллионов людей по всему миру. Исследования последних лет показали, что бета-амилоидные пептиды — один из патогенных факторов болезни Альцгеймера — могут быть естественным иммунным ответом на патогены. Также существуют доказательства того, что микробиота кишечника или ротовой полости способна регулировать это заболевание.
Кроме того, около 60% низкомолекулярных терапевтических агентов на рынке получены из натуральных продуктов, поэтому вторичные метаболиты, продуцируемые микроорганизмами, важны при разработке терапевтических препаратов. А из-за трудностей в культивировании почвенные микроорганизмы оказываются наименее изученной группой.
В своей работе ученые создали библиотеку из 98 вторичных метаболитов — органических соединений, не участвующих в росте, развитии или размножении — почвенных микроорганизмов. Чтобы выяснить, как эти молекулы влияют на развитие болезни Альцгеймера, авторы статьи перепрограммировали соматические клетки пациентов в нейроны коры больших полушарий и добавили вторичные метаболиты в среду их культивирования.
В каждом эксперименте измеряли количество бета-амилоида Aβ42, ответственного за формирование амилоидных бляшек, а также его уровень по отношению к безобидной форме Aβ40. Исследователи обнаружили, что веррукарин А — вторичный метаболит, продуцируемый грибком Myrothecium spp., — снижает количество как амилоида Aβ42, так и Aβ40. Другой вторичный метаболит, Mer-A2026A, продуцируемый Streptomyces pactum, по-разному влиял на нейроны в зависимости от дозы: в умеренных количествах он снижал уровни обоих бета-амилоидов, но при более высоких концентрациях повышал уровень Aβ42.
Результаты работы показывают, как изучение метаболитов, продуцируемых микроорганизмами, с использованием стволовых клеток может привести к созданию новых терапевтических средств для лечения нейродегенеративных заболеваний. Пока исследователи не могут перенести результаты на происходящее непосредственно в мозге, поскольку нет прямых доказательств того, что изученные вещества присутствуют в нем в исследованных концентрациях. Глубже понять взаимосвязь между болезнью Альцгеймера и жизнедеятельностью микроорганизмов помогут эксперименты с использованием животных моделей.
Статья с результатами исследования опубликована в журнале Scientific Reports.
