Знаете ли вы, что тот же белок, который придаёт крови красный цвет и переносит кислород по всему организму, содержится и в клетках мозга? Гемоглобин, который долгое время славился тем, что переносит кислород в красных кровяных тельцах, теперь, как выяснилось, играет в мозге недооценённую, но потенциально важную антиоксидантную роль.
При нейродегенеративных заболеваниях, таких как боковой амиотрофический склероз (БАС), болезнь Паркинсона, болезнь Альцгеймера и старение, клетки мозга постоянно подвергаются повреждению из-за аномального (или чрезмерного) количества активных форм кислорода (АФК). На протяжении десятилетий учёные пытались нейтрализовать АФК с помощью антиоксидантных препаратов, но большинство из них потерпели неудачу: они не могли эффективно проникать в мозг, были нестабильными или без разбора повреждали здоровые клетки.
Новое исследование, проведённое под руководством директора Центра когнитивных и социальных исследований при Институте фундаментальных наук (IBS) в Тэджоне, Южная Корея, было направлено на выявление механизмов защиты мозга от особенно опасной формы активных форм кислорода — перекиси водорода (H₂O₂). Используя передовые методы визуализации и молекулярного анализа, команда исследователей обнаружила, что гемоглобин содержится в ядрышке астроцитов — звёздчатых клеток головного мозга, играющих важную роль в поддержке нейронов, — где он действует как «псевдопероксидаза», расщепляя H₂O₂ на безвредную воду.
Задача состояла в том, чтобы выявить антиоксидантный потенциал гемоглобина в мозге и разработать «первое в своём роде» соединение, способное избирательно усиливать этот потенциал. Усилив естественный защитный механизм, а не вводя внешний антиоксидант, мы добились надёжной и долговременной защиты в нескольких моделях заболеваний, связанных с окислительным стрессом.
Доктор Вон Уджин, первый автор
Команда разработала KDS12025 — небольшую водорастворимую молекулу, способную преодолевать гематоэнцефалический барьер. KDS12025 связывается с гемовым центром гемоглобина и почти в 100 раз повышает его способность расщеплять H2O2, не нарушая при этом его нормальную функцию переноса кислорода. В условиях, имитирующих заболевание астроцитов, KDS12025 резко снижал уровень вредного H2O2. На моделях мышей пероральное введение препарата через питьевую воду защищало нейроны, успокаивало реактивные астроциты и восстанавливало функции мозга.
На животных моделях пероральный приём препарата с питьевой водой подавлял гибель нейронов, нормализовал реактивные астроциты и восстанавливал функции мозга. У мышей с моделью БАС наблюдалось замедленное развитие заболевания, и они прожили более чем на четыре недели дольше, чем мыши из контрольной группы, не получавшие лечения. На моделях болезни Паркинсона KDS12025 восстанавливал двигательные функции, а на моделях болезни Альцгеймера — память. У стареющих мышей лечение увеличило среднюю продолжительность жизни с обычных двух лет до трёх. Препарат также уменьшал воспаление и восстанавливал суставы при моделировании ревматоидного артрита.
Исследование также выявило пагубную обратную связь: избыток H2O2 истощает запасы астроцитарного гемоглобина, ослабляя естественную антиоксидантную защиту мозга и ускоряя дегенерацию. Повышая уровень и активность гемоглобина, KDS12025 обращает эту тенденцию вспять, снижая окислительный стресс, сохраняя нейроны и поддерживая здоровую работу мозга.
Ни один из предыдущих методов лечения не был направлен на астроцитарный гемоглобин как на антиоксидантную систему и не демонстрировал такого широкого защитного эффекта.
«Это большой шаг вперёд в борьбе с нейродегенеративными заболеваниями. Повышая уровень собственного гемоглобина в мозге для борьбы с окислительным стрессом, мы открываем совершенно новое направление в терапии», — сказал директор Ли.
Теперь команда планирует продолжить изучение различных функций α- и β-глобина в мозге, усовершенствовать производные KDS12025 для потенциального применения на людях и изучить возможности их применения при других заболеваниях, вызванных окислительным стрессом.
Эта работа превращает гемоглобин из привычного переносчика кислорода в высокоточную систему антиоксидантной защиты мозга. Это может привести к смене парадигмы в подходах учёных к изучению нейродегенеративных заболеваний, возрастных изменений и аутоиммунных состояний.
Источник:
Ссылка на журнал:
Вуджин, В., и др.. (2025). Гемоглобин как псевдопероксидаза и мишень для лекарственных препаратов при заболеваниях, связанных с окислительным стрессом. Передача сигналов и таргетная терапия. doi.org/10.1038/s41392-025-02366-w.
Чтобы написать отзыв нужно авторизоватся