Увеличение NAD+ обращает вспять симптомы болезни Альцгеймера в экспериментах на животных

Новое исследование показало, что соединение NAD+, которое естественным образом присутствует в наших клетках, может обратить назад нарушения, похожие на те, что встречаются при болезни Альцгеймера, по крайней мере, у лабораторных животных. Работа опубликована в журнале Science Advances.

Болезнь Альцгеймера — это нейродегенеративное заболевание, при котором постепенно погибают клетки головного мозга и ухудшаются когнитивные функции. Ключевую роль в этом процессе играет белок тау. В норме он поддерживает структуру нейронов, как шпалы для рельсов, но при болезни Альцгеймера тау становится дефектным и слипается, что разрушает транспорт внутри клетки и вызывает повреждения.

Ранее уже отмечалось, что вещество под названием никотинамид адениндинуклеотид (NAD+) потенциально защищает клетки в экспериментах на животных. Этот фермент участвует в выработке энергии и поддерживает здоровье клеток мозга, а его уровень снижается с возрастом и при некоторых заболеваниях.

Исследование под руководством Эвандро Фей Фанга из Университета Осло (Норвегия) и коллег из Китая и Португалии пыталось понять, как именно NAD+ защищает мозг. Ученые обратили внимание на альтернативный сплайсинг РНК — процесс, при котором из одного гена создаются разные белки. При Альцгеймере этот механизм сбоит, что приводит к образованию неправильных белков.

В качестве модели исследователи использовали круглых червей Caenorhabditis elegans с человеческим токсичным белком тау: у них наблюдались ошибки при сплайсинге в нейронах. Затем эксперименты перенесли на мышей с патологией тау, которые страдали проблемами с памятью.

Мышам дали препарт — предшественник NAD+, никотинамид рибозид. Через несколько месяцев у мышей улучшился сплайсинг РНК в гиппокампе (важная зона мозга для памяти) и прошли на память тесты лучше. То есть восстановление процесса сплайсинга помогло улучшить работу мозга.

Ключевой фигурой оказался белок EVA1C: у мышей с повреждениями, когда ген EVA1C выключали, NAD+ переставал приносить пользу. То есть для действия NAD+ этот белок необходим. У больных людей на ранних стадиях Альцгеймера уровень EVA1C в нейронах был заметно снижен.

Глубже понять роль белка EVA1C помог искусственный интеллект, который предсказал его структуру. Оказалось, что благодаря повышению NAD+ в клетках активируется специфическая форма белка EVA1C, которая хорошо взаимодействует с другим важным белком — HSP70, ответственным за "сборку" и очищение белков. Так, поддерживая NAD+, клетки лучше справляются с белковыми сбоями, характерными для Альцгеймера. Получается, что метаболизм, работа генов и обращение с белками тесно связаны.

У исследования есть ограничения: речь идет об экспериментах на животных. Для подтверждения на людях нужны дальнейшие опыты. Тем не менее, найденная связь между NAD+ и сплайсингом может дать новые подходы к терапии: поддержание уровня NAD+ может защитить нейроны и отсрочить когнитивный спад.

В исследовании участвовали ученые из разных стран; первая автор работы — Жуйсюэ Ай. Исследование помогает глубже понять, каким образом поддержка уровня NAD+ помогает бороться с нейродегенеративными нарушениями.