Пересадить или вырастить новый мозг пока невозможно, но улучшить и даже восстановить утраченную память учёным уже по силам. Существует уникальная молекула, вправляющая мозги мышам-недоучкам и маразматикам. Очередь людей подойдёт через пару лет, уверены учёные.
Муляж для мозга
Всемирная организация интеллектуальной собственности регистрирует оригинальное изобретение россиян – уникальную молекулу, восстанавливающую память. «Гетероцикли-
ческие низкомолекулярные sAPP-миметики, способы получения и применения» – так называется изобретение россиян, появившееся на сайте Всемирной организации интеллектуальной собственности (ВОИС) в 2012 году.
По словам биохимиков, молекула относится к непептидным гетероциклическим низкомолекулярным пептидомиметикам секреторного предшественника амилоидного пептида sAPP. Если язык биохимиков перевести на человеческий, то российская молекула – нечто структурно схожее с белком, но вовсе не белок. Масса этого нечто очень мала, а значит, оно способно пересекать гемато-энцефалический барьер и проникать в мозг, что учёные уже подтвердили на практике.
sAPP необходим для обучения и формирования памяти. Он также выполняет нейропротекторные и нейротрофические функции, то есть защищает и питает нервные клетки. Над созданием аналогов природного sAPP учёные (не только российские) работают давно, но немногие проекты оказались успешными.
Создатели…
История молекулы, патентуемой в ВОИС, началась около 15 лет назад. Константин Анохин, ныне заведующий лабораторией нейробиологии памяти Института нормальной физиологии РА МН, вместе со Стивеном Роузом, известным учёным в области нейробиологии, выяснили, что короткий пептид – небольшой «осколок» огромного белка APP – улучшает память и даже восстанавливает её.
Как он действует, ученые со стопроцентной уверенностью объяснить не могут и сейчас. Несколько лет назад появились более или менее надёжные данные о том, что «осколки» APP и их структурные аналоги действуют на нейрональные рецепторы, связанные с белками коллапсинами и синтаксинами. Но ни эти рецепторы, ни молекулярные каскады пока достаточно не изучены.
В 2000 году химики из Института физиологически активных веществ РА Н объединились с лабораторией Константина Анохина. Появилась конкретная идея – синтезировать искусственное соединение, которое обладало бы свойствами фрагмента APP.
Химики из Черноголовки (ИФАВ РА Н) синтезировали около 1000 соединений. Потенциально лекарственной молекулой оказалась одна структура. Не всё нарисованное можно синтезировать, вот почему из тысяч молекул на финишную прямую выходят единицы. К тому же большинство молекул обычно не проходят отбор по фармакологическим критериям.
…и экспериментаторы
Патентуемую молекулу – МБФ-12 – на себе уже испытали микробы, крысы и цыплята из обнинских лабораторий. Пройден этап скрининговых исследований, оценивается токсичность, мутагенность и канцерогенность.
В экспериментах с индикаторными штаммами микроорганизмов Salmonella typhimurium и на мышах специалисты изучали мутагенность препарата. Генные мутации в микробиологическом тесте и увеличение хромосомных аберраций в клетках костного мозга у мышей не обнаружены. Это означает, что препарат не обладает мутагенной активностью и, вероятнее всего, не канцерогенен.
Были эксперименты с крысами. Причём животные были не больными, а просто недоучками и стариками. Оказалось, что молекула восстанавливает память и тем, и другим. Иначе говоря, ставит голову на место как просто тупым животным, так и старикам-маразматикам. Один из последних экспериментов учёные провели с цыплятами. Методика однократного обучения пассивному избеганию цыплят (Gallus gallus domesticus) в возрасте одних-трех суток – это один из базовых способов, используемых для исследования закономерностей и механизмов формирования памяти.
Суть эксперимента такова: свежевылупленным (однодневным) цыплятам испытатели вкалывают в мозг либо стерильный физраствор, либо раствор с исследуемой молекулой.
Чтобы оценить действие молекулы, экспериментаторы предварительно учат цыплят отличать горькую бусинку от нейтральной. Цыплята, клюнувшие жгучую бусинку, демонстрируют типичную видоспецифическую аверсивную реакцию. Через 24 часа цыплятам снова предъявляют жгучую и нейтральную бусинки. Так как в норме реакция на аверсивную бусинку сохраняется в течение 6–12 часов, то избирательная реакция избегания, сохраняющаяся через сутки после обучения, свидетельствует о наличии долговременной памяти.
Исследуемые молекулы способны усиливать память при введении либо непосредственно перед обучением, либо через четыре часа после окончания обучения. Это означает, что молекула потенцирует процессы, происходящие на поздних сроках формирования памяти, – например, синтез эффекторных белков, которые модифицируют нервные связи и таким способом закрепляют приобретённый опыт. Получается, что молекулы пригодны как для формирования более прочной памяти при обучении, так и для усиления памяти о прошедших событиях.
Внутричерепные инъекции не учитывают наличие гематоэнцефалического барьера – системы, которая ограждает мозг от посторонних веществ и клеток. Но учёные подтвердили доступность молекулы в экспериментах с грызунами. При приёме внутрь
соединение всасывается в кровь и проходит через гематоэнцефалический барьер.
Исследователи также моделировали эксперименты, в которых животное утрачивало память (например, после воздействия электрошока). Оказалось, что молекула восстанавливает память, то есть обладает антиамнестическими свойствами.
Иногда новое – и правда новое
Молекула уникальна. Об этом свидетельствует результат компьютерного анализа химического соответствия, проведённый с привлечением наиболее обширной базы известных химических структур SciFinder (база Chemical Abstracts), которая содержит
десятки миллионов известных соединений. Такой молекулы в базе данных ещё не было, утверждают создатели молекулы и её испытатели.
По данным ученых, новое вещество можно использовать для улучшения когнитивных функций и извлечения памяти. То есть оно подойдет как для лечения деменции, так и для восстановления памяти после черепно-мозговых травм, инсультов, нейродегенеративных заболеваний и так далее. Если говорить о слабоумии, то в России в настоящий момент около 1,8 миллиона человек страдают от разных форм деменции.
В настоящий момент молекула проходит подготовку к доклиническим испытаниям, так что через несколько лет она, вероятно, дойдёт и до людей.
«Пражский телеграф»