Учёные нашли белок, который блокирует восстановление повреждённых нервов — и научились его отключать

Исследование, опубликованное в журнале Nature, показало, что белок AHR функционирует как «тормоз», переводя повреждённые нейроны в режим управления стрессом вместо восстановления нервных связей. Это открытие может привести к разработке новых методов лечения травм нервной системы.

Почему нервы плохо восстанавливаются

Аксоны — это длинные отростки нервных клеток, которые передают сигналы по центральной и периферической нервной системе. Когда аксоны повреждаются или разрываются, восстановление зависит от способности нейронов перестроить эти связи. Однако у взрослых млекопитающих нейроны имеют ограниченную способность к регенерации аксонов, что приводит к длительным или постоянным проблемам с движением и ощущениями.

Роль белка AHR в травме

По словам Hongyan Zou, профессора нейрохирургии и нейронауки в Icahn School of Medicine at Mount Sinai и старшего автора исследования, при повреждении нейроны должны одновременно справляться со стрессом и восстанавливать аксоны. AHR смещает приоритеты нейронов в сторону управления стрессом. Исследователи обнаружили, что активная сигнализация AHR подавляет рост аксонов. Когда они удаляли AHR из нейронов или использовали препараты для блокировки его активности, повреждённые аксональные волокна регенерировали более успешно.

Механизм действия

После травмы белок AHR поддерживает защитный ответ, который помогает нейронам поддерживать контроль качества белков — процесс, называемый протеостазом. Эта система помогает повреждённым нейронам выдерживать клеточный стресс, но одновременно ограничивает производство новых белков, необходимых для восстановления аксонов. Без активного AHR нейроны меняют приоритеты: увеличивают производство новых белков и активируют биологические пути, связанные с ростом и регенерацией аксонов. Этот процесс также зависит от фактора HIF-1, который контролирует гены, участвующие в обмене веществ и восстановлении тканей.

Результаты на животных моделях

В экспериментах на мышах с повреждениями периферических нервов и травмами спинного мозга подавление AHR привело к лучшему восстановлению движения и чувствительности. Исследователи продемонстрировали, что отключение этого «тормоза» переводит нейроны в состояние, благоприятствующее восстановлению.

Перспективы для клинического применения

Белок AHR первоначально был идентифицирован благодаря его способности обнаруживать экологические токсины и загрязнители. Новые находки показывают, что его роль выходит за рамки экологического мониторинга — внутри нейронов AHR связывает реакции на окружающую среду с клеточными процессами, определяющими возможность регенерации повреждённых аксонов. Несколько препаратов, предназначенных для ингибирования AHR, уже проходят клинические испытания при других заболеваниях, что открывает возможность исследования подобных препаратов для лечения травм периферических нервов и спинного мозга.

Что дальше

Исследование находится на ранней стадии, и перед применением на пациентах необходимы дополнительные исследования. Команда Mount Sinai планирует тестировать эффективность ингибиторов AHR при различных типах нейральных повреждений, определять оптимальное время и дозировку лечения, а также изучать влияние подавления белка на другие клетки, участвующие в ответе на травму. Исследователи надеются выяснить, смогут ли препараты, блокирующие AHR, и подходы генной терапии дополнительно улучшить регенерацию аксонов и восстановление после травм спинного мозга, инсульта и других неврологических заболеваний.

Это данные исследования, а не медицинский совет.