Учёные Научно-технологического университета «Сириус» совместно с коллегами из Санкт-Петербургского государственного университета и Института физиологии им. И. П. Павлова РАН обнаружили, что отключение гена рецептора TAAR5 ускоряет восстановление двигательных функций после травмы спинного мозга. Результаты исследования, опубликованные в международном журнале Biomedicines, открывают путь к созданию принципиально новых лекарств для лечения тяжёлых нейротравм. Исследования реализуются в рамках государственной программы научно-технологического развития федеральной территории «Сириус». Проект получил паритетное финансирование со стороны администрации федеральной территории и Российского научного фонда.
Травма спинного мозга — это тяжёлое повреждение нервной системы, которое часто приводит к стойкой утрате двигательных функций. Существующие методы лечения в основном направлены на поддержание жизненно важных функций и борьбу с осложнениями, но не на регенерацию нервной ткани пострадавших людей. Разработка новых молекулярных мишеней, способных стимулировать восстановление, остаётся одной из главных задач нейробиологии.
В поисках новых средств восстановления таких пациентов исследователи сосредоточились на рецепторе TAAR5 — белке, который активируется так называемыми «следовыми аминами», веществами, родственными дофамину и серотонину. Ранее было известно, что TAAR5 влияет на двигательную координацию и тревожность, но его роль в восстановлении после травмы спинного мозга изучалась впервые.
Исследование проводилось в научном направления «Нейробиология», руководитель — профессор Павел Мусиенко. В эксперименте сравнивали мышей двух линий: обычных и мутантных, с искусственно отключённым геном TAAR5. Учёные моделировали у животных травму спинного мозга, которая имитировала часто встречающийся у людей тип повреждения. В течение пяти недель после операции специалисты оценивали восстановление хватательного рефлекса, подвижности суставов задних конечностей, а также общую двигательную активность и уровень тревожности.
Результаты показали, что мыши с отключённым TAAR5 восстанавливались быстрее. У них раньше возвращалась способность захватывать лапами опору и лучше восстанавливалась подвижность в суставах. При этом по сложным двигательным тестам, требующим тонкой координации, различия между группами оказались незначительными. Вероятно, это произошло из-за недостаточного для полного восстановления срока наблюдения.
Учёные считают, что положительный эффект предложенного ими подхода связан с повышенным уровнем дофамина в определённых структурах мозга у мышей с отключённым TAAR5. Дофамин известен своей способностью стимулировать нейропластичность и защищать нервные клетки от гибели. Кроме того, выключение рецептора, возможно, способно снижать воспалительные процессы, которые развиваются в спинном мозге после травмы и препятствуют его регенерации.
Важно отметить ещё один интересный момент в работе нейрофизиологов. Травма спинного мозга вызвала повышение тревожности у обеих групп животных. Однако у мышей с отключённым TAAR5 исходный уровень тревоги до травмы был ниже, что соответствует ранее опубликованным данным о противотревожном эффекте выключения этого гена.
«Накапливаются данные, что TAAR5 участвует в регуляции многих физиологических процессов, включая нейрогенез. Восстановительный потенциал центральной нервной системы с возрастом снижается, однако наше исследование на мышах средней возрастной группы показало: отсутствие TAAR5 положительно влияет на функциональное восстановление, несмотря на снижение регенераторных возможностей. По-видимому, данный рецептор ограничивает нейропластичность и регенерацию в повреждённом спинном мозге. Мы предполагаем, что ингибирование TAAR5 может рассматриваться как многообещающее направление для разработки терапевтических стратегий, направленных на улучшение функциональных исходов после травмы спинного мозга», — комментирует кандидат биологических наук, ответственный автор исследования, старший научный сотрудник направления «Нейробиология» Научного центра генетики и наук о жизни Университета «Сириус» Дарья Калинина.
Полученные результаты закладывают фундамент для дальнейших исследований. В перспективе на основе найденной мишени могут быть созданы лекарства, которые помогут пациентам с травмой спинного мозга быстрее восстанавливать двигательные функции и возвращаться к полноценной жизни. В ближайших планах учёных изучение молекулярных механизмов, лежащих в основе наблюдаемого эффекта, и поиск малых молекул, способных избирательно блокировать активность гена TAAR5.
Автор: Денис Новиков
