Ученые из Калифорнийского университета в Сан-Франциско и Института Гладстона выявили противораковые препараты, которые могут обратить вспять изменения, происходящие в мозге при болезни Альцгеймера, потенциально замедляя или даже устраняя ее симптомы.
В ходе исследования была проведена сравнительная оценка экспрессии генов при болезни Альцгеймера и при приеме 1300 одобренных препаратов. В результате была выявлена комбинация двух противораковых препаратов, которая может помочь в лечении наиболее распространенной формы деменции. Результаты исследования опубликованы в журнале «Cell».
Сначала в ходе исследования было проанализировано, как болезнь Альцгеймера влияет на экспрессию генов в отдельных клетках человеческого мозга. Затем исследователи изучили уже одобренные Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (FDA) препараты, которые вызывают противоположные изменения в экспрессии генов.
Они искали препараты, которые могли бы обратить вспять изменения в экспрессии генов в нейронах и других типах клеток головного мозга, называемых глиальными клетками. Все эти клетки повреждаются или изменяются при болезни Альцгеймера.
Затем исследователи проанализировали миллионы электронных медицинских карт, чтобы показать, что у пациентов, принимавших некоторые из этих препаратов при лечении других заболеваний, вероятность развития болезни Альцгеймера была ниже.
Когда они протестировали комбинацию двух лучших препаратов — оба из которых являются противораковыми — на мышиной модели болезни Альцгеймера, это уменьшило дегенерацию мозга у мышей и даже восстановило их способность запоминать.
Известно, что Болезнь Альцгеймера сопровождается сложными изменениями в головном мозге, что затрудняет её изучение и лечение, но вычислительные инструменты, использованные во время исследования, открыли возможность напрямую работать как раз с этими сложностями.
Болезнь Альцгеймера поражает 7 миллионов человек в США и вызывает неуклонное снижение когнитивных способностей, обучаемости и памяти. Однако за десятилетия исследований было создано только два препарата, одобренных FDA, ни один из которых не может существенно замедлить это снижение.
Доктор медицинских наук, старший научный сотрудник и директор Центра трансляционных исследований в Глэдстоуне, профессор неврологии и патологии в Калифорнийском университете в Сан-Франциско и соавтор статьи, Ядонг Хуанг считает, что Болезнь Альцгеймера, скорее всего, является результатом многочисленных изменений во многих генах и белках, которые в совокупности нарушают здоровье мозга. А это, в свою очередь, значительно усложняет разработку лекарств, которая традиционно предполагает создание одного препарата для лечения одного гена или белка, вызывающего заболевание».
Команда взяла общедоступные данные трёх исследований мозга при болезни Альцгеймера, в которых измерялась экспрессия отдельных генов в клетках мозга умерших доноров с болезнью Альцгеймера и без неё. Они использовали эти данные для создания сигнатур экспрессии генов при болезни Альцгеймера в нейронах и глиальных клетках.
Исследователи сравнили эти сигнатуры с сигнатурами, обнаруженными в карте связей, базе данных результатов тестирования влияния тысяч препаратов на экспрессию генов в клетках человека.
Из 1300 препаратов 86 восстанавливали экспрессию генов, связанных с болезнью Альцгеймера, в одном типе клеток, а 25 восстанавливали экспрессию в нескольких типах клеток головного мозга. Но только 10 из них уже были одобрены Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов для применения на людях.
Изучив записи, хранящиеся в базе данных Калифорнийского университета, которая содержит обезличенную медицинскую информацию об 1,4 миллиона человек старше 65 лет, группа обнаружила, что некоторые из этих препаратов со временем снижают риск развития болезни Альцгеймера. Обширные данные, собранные во всех медицинских центрах Калифорнийского университета, помогли ученым определить наиболее перспективные препараты.
Авторы исследования выбрали два противораковых препарата из пяти наиболее перспективных для лабораторных испытаний. Они предположили, что один препарат, летрозол, будет лечить нейроны, поражённые болезнью Альцгеймера, а другой, иринотекан, — глии. Летрозол обычно используется для лечения рака молочной железы, а иринотекан — для лечения рака толстой кишки и лёгких.
Команда использовала мышиную модель агрессивной формы болезни Альцгеймера с множественными мутациями, связанными с заболеванием. По мере старения у мышей появлялись симптомы, напоминающие болезнь Альцгеймера, и их лечили одним или обоими препаратами.
Комбинация двух противораковых препаратов устранила множество симптомов болезни Альцгеймера у животных. Она изменила экспрессию генов в нейронах и глиальных клетках, которая возникала по мере прогрессирования заболевания. Она уменьшила образование токсичных белковых скоплений и замедлила дегенерацию мозга. И, что немаловажно, она восстановила память.
Ученые ожидают, что вскоре исследование перейдёт в стадию клинических испытаний, и команда сможет напрямую протестировать комбинированную терапию на пациентах с болезнью Альцгеймера.