Болезнь Альцгеймера – это прогрессирующее нейродегенеративное расстройство, повреждающее нервные клетки головного мозга и являющееся одной из основных причин деменции во всем мире. Существующие методы лечения не могут полностью излечить это состояние. Хотя недавно появились препараты на основе антител, нацеленные на бета-амилоид (Aβ), их эффективность остается скромной. Кроме того, эти методы терапии могут быть дорогостоящими и вызывать побочные эффекты, связанные с иммунной системой, что подчеркивает необходимость в более безопасных, недорогих и доступных для пациентов вариантах.
Новое исследование, опубликованное в журнале Neurochemistry International, сообщает, что ученые из Университета Киндай и партнерских учреждений обнаружили: пероральное применение аргинина – природной аминокислоты, действующей как безопасный химический шаперон, способно значительно уменьшить агрегацию Aβ и ее токсические эффекты на животных моделях болезни Альцгеймера. Команда исследователей отметила, что, хотя аргинин продается как пищевая добавка, дозировка и схема, использованные в их экспериментах, были разработаны специально для научных исследований и не соответствуют коммерческим продуктам.
Проект возглавили аспирантка Канако Фудзи и профессор Ёситака Нагаи с кафедры неврологии медицинского факультета Университета Киндай в Осаке, а также доцент Тосихидэ Такэути из Института исследований наук о жизни Университета Киндай в Осаке.
Первоначальные эксперименты in vitro показали, что аргинин замедляет образование агрегатов Aβ42 в зависимости от концентрации. Опираясь на эти данные, исследователи использовали пероральный аргинин в двух широко применяемых моделях болезни Альцгеймера: модели Drosophila, экспрессирующей Aβ42 с арктической мутацией (E22G), и нокаутной мышиной модели AppNL-G-F, несущей три семейные мутации, связанные с болезнью Альцгеймера. В обеих системах лечение аргинином привело к значительному снижению накопления Aβ и уменьшило вредные эффекты, связанные с воздействием Aβ.
«Наше исследование демонстрирует, что аргинин может подавлять агрегацию Aβ как in vitro, так и in vivo», – объясняет профессор Нагаи. «Что делает это открытие захватывающим, так это то, что аргинин уже известен как клинически безопасное и недорогое вещество, что делает его весьма многообещающим кандидатом для перепрофилирования в качестве терапевтического варианта для лечения болезни Альцгеймера».
В мышиной модели пероральный аргинин снизил образование амилоидных бляшек и уменьшил уровни нерастворимого Aβ42 в мозге. Мыши, получавшие аргинин, также показали лучшие результаты в поведенческих тестах и продемонстрировали снижение экспрессии генов провоспалительных цитокинов, связанных с нейровоспалением – ключевым фактором прогрессирования болезни Альцгеймера. Эти результаты указывают на то, что польза аргинина может заключаться не только в предотвращении агрегации, но и в обеспечении более широких нейропротекторных и противовоспалительных эффектов.
«Наши открытия открывают новые возможности для разработки стратегий на основе аргинина для лечения нейродегенеративных заболеваний, вызванных неправильным сворачиванием и агрегацией белков», – отмечает профессор Нагаи. «Учитывая его отличный профиль безопасности и низкую стоимость, аргинин может быть быстро переведен в клинические испытания для лечения болезни Альцгеймера и, возможно, других связанных расстройств».
Это исследование подчеркивает преимущества перепрофилирования лекарств – стратегии, которая повторно использует существующие безопасные соединения для новых терапевтических целей. Поскольку аргинин уже одобрен для клинического применения в Японии и демонстрирует хорошую проницаемость через гематоэнцефалический барьер, он может обойти множество ранних препятствий, которые часто замедляют традиционную разработку лекарств.
Исследователи подчеркивают, что необходимы дополнительные доклинические и клинические исследования для подтверждения того, будут ли эти эффекты наблюдаться у людей, и для определения соответствующих стратегий дозирования. Тем не менее, полученные результаты представляют собой убедительное доказательство концепции того, что базовые пищевые или фармакологические добавки могут уменьшить амилоидную патологию и улучшить неврологическое здоровье.
Исследование углубляет научное понимание того, как происходит агрегация Aβ, и предлагает практический подход, который может быть реализован в больших масштабах. Его выводы указывают на экономически эффективную и легкодоступную стратегию, которая однажды может помочь людям, страдающим болезнью Альцгеймера по всему миру.
Эта работа была поддержана Министерством образования, культуры, спорта, науки и технологий Японии (грант № 20H05927), Японским обществом содействия развитию науки (гранты № 24H00630, 21H02840, 22H02792 и 25K02432), программой Super-Highway Японского агентства науки и технологий (SHW2023-03) и Национальным центром неврологии и психиатрии.
