Обикновено описван като отровен, разяждащ и вонящ на развалени яйца, водородният сулфид скоро може да започне да се радва на подобрена репутация благодарение на учени от Медицинското училище на университета „Джонс Хопкинс“. Те показаха при опити с мишки, че зловонният газ може да помогне за предпазване на остаряващите мозъчни клетки от синдрома на Алцхаймер. Откриването на биохимичните реакции, които правят това възможно, отваря вратите за създаване на нови лекарства срещу невродегенеративната болест.
„Нашите нови данни твърдо свързват стареенето, невродегенерацията и клетъчното сигнализиране, използващо водороден сулфид и други газови молекули в клетката“, казва Бинду Пол от Катедрата по невронаука на медицинското училище, водещ автор на изследването.
Човешкото тяло образува естествено малки количества водороден сулфид за регулиране на функции в цялото тяло - от клетъчния метаболизъм до разширяването на кръвоносните съдове. Бързо развиващата се сфера на газотрансмисията демонстрира, че газовете са основни сигнални молекули в клетките, които имат особено значение за мозъка. Но за разлика от конвенционалните невротрансмитери, те не могат да бъдат складирани в мехурчета, така че действат чрез съвсем различни механизми за бързо подпомагане на клетъчното сигнализиране. В случая с водородния сулфид това е свързано с видоизменяне на целеви протеини чрез процес, наречен химична сулфхидратация, който модулира тяхната активност, казва Соломон Снайдър, професор по невронаука и съавтор на проучването.
Изследвания, основани на нов метод, показаха, че нивата на сулфхидратацията в мозъка намаляват с възрастта – тенденция, която се усилва при страдащите от „Алцхаймер“. Сега, използвайки същия метод, учените от „Джонс Хопкинс“ потвърдиха спада на сулфхидратацията в мозъка на пациентите със заболяването.
Те изследвали мишки, генетично видоизменени така, че да наподобяват човешкия синдром на Алцхаймер. На животните било инжектирано съединение, наречено NaGYY и разработено от учени от Ексетърския университет в Обединеното кралство, което бавно отделя молекули водороден сулфид, докато преминава през тялото. После мишките били изследвани за промени в паметта и двигателната функция в течение на 12-седмичен период.
Поведенческите тестове показали, че водородният сулфид е подобрил познавателната и двигателната функция с 50% в сравнение с гризачите, които не получили инжекции с NaGYY. Третираните мишки по-добре запомняли местоположението на изходите от платформите и изглеждали по-активни физически от нетретираните.
Резултатите показали, че поведенческите поражения от „Алцхаймер“ могат да бъдат намалени с помощта на водородния сулфид, но изследователите искали да разберат и как мозъкът реагира химически на този газ.
Поредица от биохимични опити разкрили промяна на разпространен ензим, наречен гликоген синтаза β (GSK3β). При нормални нива на водородния сулфид GSK3β обикновено действа като сигнална молекула, добавяйки химични маркери към други протеини и променяйки тяхната функция. Но изследователите наблюдавали, че при отсъствие на водороден сулфид GSK3β е прекомерно привлечен от друг протеин в мозъка, наречен тау.
Когато GSK3β взаимодейства с тау, последният се видоизменя във форма, която се заплита и струпва вътре в нервните клетки. С разрастване на струпванията на тау, заплетените протеини блокират комуникацията между невроните, което води до смъртта им. Това предизвиква влошаване и в крайна сметка загуба на познавателната функция, паметта и моторната функция, което е типично за „Алцхаймер“.
„Разбирането на поредицата от събития е важно за разработването на терапии, които могат да блокират това взаимодействие, както водородният сулфид“, отбелязва докторантът Даниел Джовинацо, първи автор на изследването.
Доскоро учените не разполагаха с необходимите фармакологични инструменти за имитиране на начина, по който тялото бавно произвежда малки количества водороден сулфид вътре в клетките. „Съединението, използвано при това изследване, прави точно това и показва, че чрез коригиране нивата в мозъка на водородния сулфид, ние бихме могли успешно да лекуваме някои аспекти на синдрома на Алцхаймер“, казва Мат Уайтман, професор по експериментална терапевтика от Медицинското училище на Ексетърския университет.
Изследователите планират да продължат проучването на това, как сулфидните групи взаимодействат с GSK3β и други протеини, участващи в патогенезата на „Алцхаймер“ в други клетъчни и органни системи, както и да тестват нови молекули за доставяне на водороден сулфид.
Превод от английски
Таня ТОНКОВА
