Исследователи из Научно-технологического университета «Сириус» совместно с учеными из Санкт-Петербургского государственного университета и Института физиологии имени И.П. Павлова РАН сделали прорывное открытие: они выяснили, что деактивация гена рецептора TAAR5 существенно улучшает процесс восстановления двигательной активности после повреждений спинного мозга. Это достижение открывает двери для разработки инновационных лекарственных препаратов для борьбы с тяжелыми неврологическими травмами. Работа опубликована в авторитетном международном издании
Biomedicines. Исследование проводится в рамках государственной программы научно-технологического развития федеральной территории «Сириус» и финансируется благодаря совместным усилиям администрации региона и Российского научного фонда.
Травмы спинного мозга представляют собой серьезную патологию нервной системы, зачастую сопровождающуюся длительной потерей двигательных функций. Традиционные подходы к лечению преимущественно фокусируются на поддержке жизненных показателей пациента и предотвращении возможных осложнений, однако они не нацелены на восстановление поврежденной нервной ткани. Таким образом, разработка новых молекулярных целей, способных инициировать регенеративные процессы, остается ключевой задачей современной нейронауки.
Ученые обратили внимание на рецептор TAAR5 — особый белок, чувствительный к веществам, известным как следовые амины, которые обладают сходством с такими известными нейромедиаторами, как дофамин и серотонин. До сих пор было установлено, что TAAR5 оказывает влияние на моторную координацию и эмоциональное состояние, однако его участие в процессах восстановления после травм спинного мозга оставалось неизведанным.
Эксперимент проводился в рамках научной инициативы «Нейробиология» под руководством профессора Павла Мусиенко. Команда ученых сравнила два типа лабораторных мышей: нормальных особей и генетически модифицированных грызунов, у которых был заблокирован ген TAAR5. Животные подверглись симуляционной травме спинного мозга, схожей с теми, что встречаются среди людей. В течение последующих пяти недель эксперты фиксировали динамику восстановления хватательного рефлекса, мобильности суставов нижних конечностей, общей физической активности и уровня тревожности.
Анализ полученных данных показал, что особи с неактивным TAAR5 демонстрировали более быстрое выздоровление. Они быстрее восстанавливали способность удерживать опоры и достигали лучшей гибкости суставов. Вместе с тем, в испытаниях, требующих точной координации движений, разница между двумя группами оказалась минимальной. Возможно, это объясняется недостаточно длительным периодом наблюдения.
Специалисты предполагают, что позитивный эффект обусловлен увеличением концентрации дофамина в определенных областях головного мозга у мышей с отключенным TAAR5. Известно, что дофамин стимулирует пластичность нервных клеток и предотвращает их гибель. Помимо этого, подавление активности рецептора могло способствовать снижению воспалительных реакций, возникающих в спинном мозге после травмы и затрудняющих его восстановление.
Еще одно важное наблюдение заключалось в том, что травма спинного мозга повышала уровень тревожности у обоих типов животных. Однако у мышей с отключенным TAAR5 изначальная степень беспокойства была меньше, что подтверждает ранее установленные данные о противострессовых свойствах отключения данного гена.
«Мы накапливаем доказательства того, что TAAR5 вовлечен в регуляцию множества физиологических процессов, включая формирование новых нервных клеток. Несмотря на общее снижение потенциала восстановления центральной нервной системы с возрастом, наши эксперименты на взрослых мышах продемонстрировали положительное воздействие отсутствия TAAR5 на функциональные показатели, несмотря на ослабленные регенеративные способности организма. Похоже, что этот рецептор сдерживает нейропластичность и регенерацию в пораженном спинном мозге. Мы полагаем, что ингибирование TAAR5 может представлять собой перспективное направление для разработки эффективных методов терапии, улучшающих реабилитацию после травм спинного мозга», — поясняет Дарья Калинина, кандидат биологических наук и ведущий исследователь направления «Нейробиология» Научного центра генетики и наук о жизни Университета «Сириус».
Эти научные находки создают основу для будущих изысканий. Вполне реально, что на основании выявленной биологической мишени удастся разработать лекарственные средства, помогающие пострадавшим от травм спинного мозга быстрее вернуть утраченные двигательные функции и вернуться к нормальной жизнедеятельности. Ближайшие планы команды включают углубленный анализ молекулярных механизмов, стоящих за наблюдаемым эффектом, а также поиски небольших молекул, способных целенаправленно блокировать активность гена TAAR5.