Согласно исследованиям, проведенным японскими учеными, вещества органического происхождения, продуцируемые микроорганизмами, обитающими в почве, оказывают воздействие на образование амилоидных отложений в нейронах. Эти соединения потенциально могут послужить основой для разработки лекарственных средств, направленных на профилактику или лечение болезни Альцгеймера.
Болезнь Альцгеймера является наиболее часто встречающейся формой деменции, затрагивающей приблизительно 50 миллионов человек во всем мире. Недавние исследования указывают на то, что бета-амилоидные пептиды, являющиеся одним из патологических факторов болезни Альцгеймера, могут формироваться в результате естественного иммунного ответа организма на инфекции. Кроме того, получено подтверждение того, что микрофлора кишечника или полости рта способна оказывать влияние на развитие этого заболевания.
Более того, примерно 60% существующих на рынке терапевтических препаратов с низкой молекулярной массой имеют природное происхождение, следовательно вторичные метаболиты, метаболиты, создаваемые микроорганизмами, играют ключевую роль в создании лекарственных средств. Однако из-за сложностей, возникающих при их выращивании, почвенные микроорганизмы остаются наименее исследованной группой.
В ходе исследования ученые сформировали коллекцию из 98 вторичных метаболитов — органических соединений, не вовлеченных в процессы роста, развития или размножения почвенных микроорганизмов. Для изучения воздействия этих молекул на развитие болезни Альцгеймера, авторы работы изменили соматические клетки пациентов, превратив их в нейроны коры головного мозга, и внесли вторичные метаболиты в среду, где эти клетки культивировались.
В каждом эксперименте измеряли количество бета-амилоида Aβ42, играющий ключевую роль в образовании амилоидных бляшек, и его соотношение с нетоксичной формой Aβ40. Ученые выявили, что веррукарин А – это вторичный метаболит, который вырабатывается грибком Myrothecium spp., — уменьшает концентрацию как амилоида Aβ42, так и Aβ40. Еще один вторичный метаболит, Mer-A2026A, продуцируемый Streptomyces pactum, в зависимости от дозировки, вещество оказывало различное воздействие на нейроны: в умеренных дозах оно уменьшало концентрацию обоих типов бета-амилоидов, однако при превышении определенного порога увеличивало уровень Aβ42.
Проведенные исследования демонстрируют, что изучение метаболитов, вырабатываемых микроорганизмами, с применением стволовых клеток, способно привести к разработке новых терапевтических препаратов для борьбы с нейродегенеративными заболеваниями. В настоящее время ученые не имеют возможности экстраполировать полученные данные на процессы, протекающие непосредственно в головном мозге, поскольку отсутствуют прямые подтверждения того, что исследуемые вещества присутствуют в нем в изученных концентрациях. Для более детального понимания связи между болезнью Альцгеймера и активностью микроорганизмов необходимы эксперименты с использованием животных моделей.
Статья с результатами исследования опубликована в журнале Scientific Reports.