Белок, обнаруженный датскими учеными, может сыграть решающую роль в лечении гидроцефалии безоперационным путем, пишет публикация в научном журнале Nature Communications.
Важный для ученых белок был обнаружен в сосудистом сплетении во время эксперимента на мышах, проводившегося в Копенгагенском университете (Дания). Протеин ответственен минимум за половину продукции спинномозговой жидкости у мышей, поэтому открытие может помочь найти нехирургическое лечение гидроцефалии, также известной как водянка мозга.
Мозг и спинной мозг омываются прозрачной жидкостью, которую организм производит ежедневно (порядка пол-литра) благодаря компактному сосудистому сплетению, расположенному глубоко внутри мозга. Эта спинномозговая жидкость (СМЖ) жизненно важна для нормального функционирования мозга, она защищает его от ударов, травм, отравления, а также создает оптимальную плавучесть, нивелируя гравитацию.
Однако излишек жидкости (гидроцефалия) опасен, потому что мозг не в состоянии нормально функционировать, а откачать избыток жидкости можно лишь хирургическим путем, вставив дренажную трубку в заполненные жидкостью полости мозга и направив СМЖ в другие части тела.
И хотя современная медицина знает все о спинномозговой жидкости, молекулярные механизмы, ее производящие, до сих пор остаются тайной. Открытие датских ученых поможет пролить свет на особый белок из сосудистого сплетения - Na+/K+/2Cl-, или NKCC1.
Как белок NKCC1 опроверг теорию осмоса
Ранее считалось, что спинномозговая жидкость вырабатывается совершенно другим процессом - осмосом. Это когда вода пассивно следует за переносом солей. А новая концепция вспомогательной доставки воды как средства для генерации мозговой жидкости совмещает противоречивые результаты, наработанные учеными за истекшие полвека. Эксперименты на мышах проливают свет на роль NKCC1 в секреции спинномозговой жидкости.
Подопытным мышам вводили буметанид (препарат, избирательно блокирующий активность NKCC1), а затем измеряли объем добытой СМЖ в этой области мозга. Было очевидно, что как минимум половина жидкости была произведена NKCC1.
Дополнительные эксперименты показали, что NKCC1 перемещал воду по механизму внутри самого белка. Иными словами, белок несет с собой "бутылочку" с водой всякий раз, когда переносит соли с одной стороны мембраны на другую. Это доказывает, что выработка жидкости с помощью NKCC1 может происходить независимо от осмоса.
Вывод простой: генерация мозговых жидкостей может строго контролироваться NKCC1 и, возможно, еще парой белков.
Белок NKCC1 поможет в безоперационном лечении гидроцефалии
Определив NKCC1 в качестве ключевого элемента управления выработкой мозговой жидкости, ученым теперь важно изучить, как можно регулировать белковую функцию - накопление СМЖ. Для пациентов-гидроцефалов это будет настоящим облегчением: избавиться от лишней воды вокруг мозга без введения дренажа и долгого реабилитационного периода.
Ингибитор NKCC1 буметанид уже существует, это запатентованное мочегонное средство продается как Bumetanid или Burinex® в Дании. Но есть загвоздка: для снижения потока мозговой жидкости буметанид нужно доставить точно к той стороне сосудистого сплетения, где находится ключевой белок NKCC1. А поскольку эта область не питается из из кровотока, то традиционные методы (таблетки, внутривенные и внутримышечные инъекции) никак не помогут.
Задача ученых состоит в поиске идеального способа доставки лекарственного средства в эту недоступную область мозга. Как вариант: нужно обнаружить новые цели в молекулярном механизме, регулирующем белок NKCC1, прежде чем можно будет разработать действенное лечение гидроцефалии без операции.