Биологи РУДН предложили новое вещество для подавления нейровоспалений

Воспаление сопровождает все патологические процессы в нервной системе, в том числе в головном мозге — нейродегенеративные заболевания, травмы, токсические воздействия. Его развитие связано с реакцией многих вспомогательных клеток, в том числе астроцитов, которые поддерживают нейроны в мозге, обеспечивают их изоляцию от кровеносной системы в составе гемато-энцефалического барьера, а также участвуют в развитии нейронов и управлении их активностью. Воспалительный ответ астроцитов начинается с активации так называемых толл-подобных рецепторов. Например, толл-подобный рецептор 4 TR4 реагирует на липополисахарид, характерный для клеточных стенок бактерий. Далее в ходе воспаления клетки выделяют большое количество белковых сигнальных молекул-цитокинов, интерлейкинов, ферментов. Снизить негативное влияние воспаления на мозг можно, сокращая среди этих молекул количество провоспалительных агентов. Биологи РУДН показали, что эту задачу помогает решить сокращение синтеза гиалуроновой кислоты.

«Астроциты сами могут синтезировать гиалуроновую кислоту, которая является одним из ключевых компонентов внеклеточного матрикса в мозге. Ранее на культурах астроцитов мы показали, что добавление к ним гиалуроновой кислоты влияет на выработку основных провоспалительных молекул. Поэтому было решено испытать, как на воспалительный ответ астроцитов повлияет гимекромон, или 4-метилумбеллиферон, который известен по экспериментам на нескольких клеточных линиях как ингибитор синтеза гиалуроновой кислоты», — кандидат биологических наук Дмитрий Чистяков, старший научный сотрудник Центра коллективного пользования (Научно-образовательного центра) РУДН.

Воздействие гимекромона, который широко применяется для устранения спазмов, на астроциты биологи РУДН изучили на клеточной культуре, выращенной из клеток мозга крыс. На образцы клеточной культуры последовательно воздействовали гимекромоном и липополисахаридом, чтобы вызвать активацию толл-подобных рецепторов. Влияние препарата на развитие воспаления оценивали по активности генов, отвечающих за выработку провоспалительных молекул. После выделения РНК из образцов их также анализировали на содержание липидов, гиалуроновой кислоты и ключевых цитокинов

Измерения показали, что предварительная обработка гимекромоном подавляет выработку в астроцитах таких провоспалительных молекул, как фактор некроза опухоли α и интерлейкины IL-6 и IL-1β. Выработка IL-10, который, напротив, способствует остановке воспаления, усилилась в обработанных клетках. Оценка уровня гиалуроновой кислоты подтвердила, что астроциты активно выделяют это вещество в ответ на воздействие липополисахаридом. Если культуру клеток, у которых был активирован воспалительный ответ, обрабатывали гимекромоном, гиалуроновой кислоты вырабатывалось меньше. При этом на клетки, где воспаления в ответ на липополисахарид не происходило, гимекромон не оказывал похожего действия. Астроциты в этих культурах продолжали вырабатывать гиалуроновую кислоту в стандартных небольших количествах. Согласно выводам биологов РУДН, еще рано заключать, что противовоспалительное действие гимекромона основано именно на его способности сокращать выработку гиалуроновой кислоты. Уверенно можно заявить только о связи этих процессов.

«Нам удалось доказать, что 4-метилумбеллиферон — перспективное соединение для борьбы с нейровоспалениями. Механизмы его противовоспалительной активности еще предстоит изучить. Возможности для детального исследования свойств этого соединения создает тот факт, что оно активно применяется в клинической практике. Его эффективность может быть безопасно проверена при лечении самых разных патологий, где требуется сокращение воспалительного ответа», — кандидат биологических наук Дмитрий Чистяков, старший научный сотрудник Центра коллективного пользования (Научно-образовательного центра) РУДН.

Результаты работы опубликованы в International Journal of Molecular Sciences.