Химики нашли новую мишень для терапии нейродегенеравтиных последствий повышенного уровня глюкозы

Повышенное содержание глюкозы в крови (гипергликемия) может вызвать когнитивные нарушения, эпилепсию и другие нейродегенеративные расстройства. Основная форма хранения глюкозы в организме — гликоген. В мозге он хранится, в основном, в нервных клетках астроцитах, которые образуются из разных полиненасыщенных жирных кислот. В процессе работы они «общаются» между собой, выделяя сигнальные молекулы — оксилипины. До сих пор не было известно, что происходит с оксилипинами при повышении уровня глюкозы. Химики РУДН и МГУ исследовали, как гипергликемия влияет на окслипины, и предложил новую терапевтическую мишень для лечения нарушений мозга, связанных с гипергликемией.

«Гипергликемия вызывает ряд осложнений в головном мозге. В частности, высокий уровень глюкозы вызывает дерегуляцию астроцитов. Хотя известно, что оксилипины активируют PPAR рецепторы астроцитов, до сих пор не проводились оценки, как их синтез зависит от концентрации глюкозы. Мы решили выяснить, как гипергликемия влияет на метаболизм оксилипинов», — Сергей Горяинов, заведующий лабораторией масс-спектрометрии и спектроскопии ЯМР высокого разрешения Центра коллективного пользования РУДН.

Чтобы сравнить, как меняется состав астроцитов при разном уровне глюкозы, ученые взяли астроциты из мозга крыс и поместили их в среду с нормальным (5,5 ммоль) и высоким (25 ммоль) содержанием глюкозы. Затем биохимики измерили содержание оксилипинов с помощью высокоэффективного жидкостного хромато-масс-спектрометра UPLC-MS/MS. Оксилипины разделили на две группы в зависимости от того, с помощью каких ферментов они появились из своих предшественников — полиненасыщенных жирных кислот. Полученные данные сравнили статистически.

Оказалось, что в условиях повышенного уровня глюкозы меняется профиль (состав) оксилипинов, выделяемых астроцитами. В среде с высокой концентрацией глюкозы оказалось примерно в четыре раза больше оксилипинов, которые получились с помощью фермента циклооксигеназы (COX). При нормальном уровне сахара COX-оксилипинов было порядка пяти пикограмм на миллиграмм, а при повышенном — около 20. Для сравнения уровень оксилипинов, которые появились с помощью другого фермента — липоксигеназы, — практически не изменился в зависимости от уровня глюкозы и остался равным 1-3 пикограммам на миллиграмм. Ученые сделали вывод, что COХ-оксилипины могут стать новым направлением для терапии нарушений мозга, которые возникают из-за гипергликемии.

«Эти результаты предполагают, что с контроль СОХ-опосредованного синтеза оксилипина в астроцитах может стать потенциальной новой целью в лечении нейродегенеративных последствий гипергликемии», — Сергей Горяинов, заведующий лабораторией масс-спектрометрии и спектроскопии ЯМР высокого разрешения Центра коллективного пользования РУДН.

Результаты опубликованы в журнале Metabolites.