Неврологи из Кембриджа и Массачусетского технологического института (США) обнаружили, что, когда у мышей «теряется» фермент HDAC1, с возрастом у них накапливается определенный тип повреждения ДНК. Ученым удалось предотвратить это повреждение у грызунов. Предполагается, что восстановление фермента HDAC1 может также помочь пациентам с болезнью Альцгеймера и пожилым людям, страдающим нарушением когнитивных способностей, сообщает пресс-служба MIT. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Communications.
«Похоже, что HDAC1 – действительно молекула против старения», – говорит Ли-Хуэй Цай, директор Института обучения и памяти Picower при Массачусетском технологическом институте (MIT) и старший автор исследования.
Есть несколько членов семейства ферментов HDAC, и их основная функция заключается в модификации гистонов – белков, вокруг которых наматывается ДНК. Эти модификации контролируют экспрессию генов, мешая генам в определенных участках ДНК копироваться в РНК.
В 2013 году лаборатория Цая опубликовала две статьи, которые связывали HDAC1 с восстановлением ДНК в нейронах. А в своей последней работе исследователи изучили, что происходит, когда HDAC1-опосредованное восстановление не происходит. Для этого они удалили у некоторых мышей этот фермент в нейронах и других типах клеток мозга, называемых астроцитами.
В течение первых нескольких месяцев жизни мышей не было заметных различий в их уровнях повреждения ДНК или поведении по сравнению с контрольной группой. Однако по мере старения грызунов различия становились все более очевидными. Повреждения ДНК начали накапливаться у мышей с дефицитом HDAC1, и они также потеряли часть своей способности изменять силы связей между нейронами (синаптическая пластичность). У более старых мышей, не имеющих HCAC1, также проявлялись нарушения в тестах памяти и ориентации в пространстве.
Команда обнаружила, что потеря HDAC1 приводит к определенному типу повреждений ДНК, называемым 8-оксо-гуаниновыми повреждениями, которые являются признаком окислительного повреждения ДНК. Исследования пациентов с болезнью Альцгеймера также показали высокий уровень повреждения ДНК этого типа, которое часто вызывается накоплением вредных побочных продуктов метаболизма. Способность мозга очищать эти побочные продукты часто ослабевает с возрастом.
Фермент под названием OGG1 отвечает за восстановление этого типа окислительного повреждения ДНК. Как обнаружили исследователи, HDAC1 необходим для активации OGG1. Когда HDAC1 отсутствует, OGG1 не включается и повреждение ДНК не восстанавливается.
Ученые также обнаружили, что есть лекарства, которые активируют или останавливают работу ферментов из семейства HDAC. Они использовали exifone, чтобы посмотреть, смогут ли они обратить вспять возрастное повреждение ДНК, которое они видели у мышей, не имеющих HDAC1.
Исследователи использовали exifone для лечения мышей с болезнью Альцгеймера, а также здоровых постаревших мышей. Во всех случаях они обнаружили, что препарат уменьшал уровни окислительного повреждения ДНК в мозге и улучшал когнитивные функции мышей, включая память.
Exifone был одобрен в 1980-х годах в Европе для лечения деменции, но позже был снят с рынка, поскольку у некоторых пациентов он вызывал повреждение печени. Авторы исследования надеются, что другие, более безопасные HDAC1-активирующие препараты смогут помочь в лечении как возрастного снижения когнитивных функций, так и болезни Альцгеймера у людей.
[Фото: MIT]
