Ученые нашли новые подходы к лечению болезни Альцгеймера и шизофрении
Что представляет собой нейромедиатор ацетилхолин, в чем его важность?
Евгения Альшанская: Для начала поясню, что такое нейромедиаторы вообще - это такие химические вещества, которые передают импульс от нервной клетки к нервной клетке в мозге и теле, обеспечивая работу нашей нервной системы. И этот год принес нам два события, которые заставили по-новому взглянуть на первый открытый нейромедиатор - ацетилхолин. Во-первых, авторитетный научный журнал Nature отозвал статью 2006 года, посвященную гипотезе болезни Альцгеймера из-за сомнений в достоверности данных. Это заставило ученых пересмотреть подходы к изучению этого заболевания. Во-вторых, в разработке нового лекарства от шизофрении произошел прорыв: вместо привычного воздействия на дофаминовые рецепторы, ученые обратили внимание на новую информацию о нейромедиаторе ацетилхолине.
Это важный нейромедиатор, и первый, который был открыт и изучен. Он отвечает за передачу сигналов между нервными клетками и мышцами, позволяя нам двигаться, дышать и реагировать на окружающий мир. Он балансирует всю нашу нервную систему: активизирует, если мы слишком заторможены, и тормозит, если мы встревожены. Также оказалось, что ацетилхолин регулирует работу и дофамина тоже.
Долго считалось, что он главный нейромедиатор нашего тела. Но оказалось, что его роль намного шире. Исследования показали, что ацетилхолин влияет на баланс множества систем в нервных клетках мозга и тела, регулируя работу других нейромедиаторов, таких как дофамин, серотонин и норадреналин. Он участвует в процессах памяти, внимания, обучения и эмоций.
И как он работает?
Евгения Альшанская: Этот нейромедиатор действует через два типа рецепторов, которые можно представить как разные ключи к разным дверям в нашем организме.
Первый тип - это никотиновые рецепторы. Названы они так потому, что активируются никотином - веществом из табака. Эти рецепторы обеспечивают быстрые реакции, такие как сокращение мышц и передача сигналов в нервной системе.
Второй тип - мускариновые рецепторы - получили свое название от мускарина, вещества, которое содержится в некоторых ядовитых грибах. Они участвуют в более медленных и комплексных процессах, включая работу внутренних органов, а также мышление.
Известно, что во всем мире проводится огромное количество исследований, не раз заявлялось о создании новых лекарств от болезни Альцгеймера, но, по сути, эффективного средства от этого заболевания до сих пор не появилось.
Вы сказали, что нынешний год стал революционным в отношении поиска новых подходов к лечению Альцгеймера. Насколько они приближают нас к появлению препаратов, которые действительно смогут справиться с болезнью?
Евгения Альшанская: В 2024 году действительно произошел важный поворот в исследованиях болезни Альцгеймера. Оказалось, что бета-амилоидные бляшки, на которые раньше возлагали главную ответственность за развитие болезни, не дают полного объяснения ее возникновения и развития. И теперь ученые вновь обратили внимание на роль ацетилхолина - вещества, которое помогает поддерживать память и внимание.
Исследования показали, что именно клетки с дефицитом ацетилхолина первыми страдают при болезни Альцгеймера, вызывая проблемы с памятью и другими когнитивными функциями. Сейчас учёные активно ищут способы защитить эти клетки и восстановить нормальный уровень ацетилхолина в мозге, разрабатывая новые препараты для более точного воздействия.
А что можно сказать про другие распространенные нейродегенеративные заболевания, например, болезнь Паркинсона?
Евгения Альшанская: Ацетилхолин действует на рецепторы дофамина в мозге и потенциально может помочь при болезни Паркинсона. Эти рецепторы играют важную роль в работе клеток, которые контролируют наши движения. При болезни Паркинсона клетки контроля движения разрушаются, и человек теряет возможность легко двигаться. Когда ацетилхолин работает правильно, это помогает защитить клетки, нормально передавать сигналы и снизить воспаление в мозге.
Сейчас ученые разрабатывают лекарства, которые могут включать эти рецепторы так, чтобы защитить мозг, замедлить развитие болезни и помочь людям двигаться лучше.
Сейчас также много пишут о новом подходе к пониманию природы шизофрении. Здесь тоже проявилась роль ацетилхолина?
Евгения Альшанская: Долгое время считалось, что шизофрения связана с нарушением работы таких нейромедиаторов, как, например, дофамин и глутамат. В частности, избыток дофамина в некоторых областях мозга связывали с галлюцинациями и бредом - классическими симптомами шизофрении. На этом и основывались традиционные препараты.
Но ученые после многолетних исследований нашли новый и более действенный подход. В сентябре 2024 года в США был одобрен препарат KarXT (Cobenfy) предлагающий принципиально новый механизм воздействия на мозг. Он воздействует не на дофамин напрямую, а связан с ацетилхолином (точнее с его мускариновыми рецепторами). Оказалось, их регуляция помогает управлять симптомами шизофрении, такими как апатия и снижение мыслительных способностей. При этом при терапии новым лекарством гораздо меньше побочных эффектов, типичных для классических препаратов.
Идут ли подобные исследования в нашей стране?
Евгения Альшанская: Как мы видим, ученые совсем недавно установили, что, оказывается, множество процессов в нашем мозге управляются и регулируются именно ацетилхолином. Значительный вклад в понимание этих механизмов внесли фундаментальные исследования российских ученых из Института химии растворов им. Г.А. Крестова РАН и Института теоретической и экспериментальной биофизики РАН, опубликовавшие важную статью-прорыв о форме молекул ацетилхолина еще в 2020 году.
Мы же в Институте когнитивных нейронаук ВШЭ, с помощью современных алгоритмов изучали реакции нашего тела и мозга на сложные задачи и скрытый обман. Сейчас нейромедиаторные механизмы нашего тела уже хорошо описаны. Например, оказалось, что привычка курить может влиять на реакции на стресс и обман. Мы изучили реакции зрачка, движения глаз и тела в ответ на обман, в условиях стресса и умственного напряжения, используя машинное обучение. В экспериментах было две группы участников. В группе с большим количеством курящих и склонных к дневной сонливости наблюдалась другая реакция на задачи и ложную обратную связь: участники быстрее отвечали, но делали больше ошибок и имели сниженную самооценку. Объяснить это можно тем, что никотин, а значит ацетилхолиновые механизмы, расслабляя организм, изменяют связь между мозгом и телом, затрудняя правильную реакцию на стресс. В то же время для успешного решения задач необходим оптимальный уровень стресса и концентрации.