Хвороба Альцгеймера є однією з багатьох загроз здоров’ю, пов’язаних із забрудненням повітря – постійним і часто непомітним вбивцею, яка щороку передчасно забирає до семи мільйонів життів. Ці смертоносні частинки не тільки шкодять легеням і серцю; їх вплив поширюється далеко за межі, проникаючи в мозок і сприяючи неврологічним розладам. Нове дослідження Scripps Research підтвердило сильну кореляцію між забрудненням повітря та різними захворюваннями мозку, включаючи хворобу Альцгеймера та аутизм. Викриття наслідків забруднення повітря Дослідники з’ясували складний зв’язок між активністю клітин головного мозку та хімічною модифікацією, яка може бути викликана рядом факторів. Ці фактори включають запалення, старіння та забруднювачі навколишнього середовища, пов’язані із забрудненням повітря, пестицидами, обробленими харчовими продуктами та димом від лісових пожеж. Експерти виявили, що ця хімічна модифікація, S-нітрозилювання, перешкоджає нормальній роботі клітин мозку. Зокрема, він перешкоджає клітинам мозку утворювати нові зв’язки, що зрештою спричиняє загибель клітин. Нова надія на лікування Альцгеймера Дослідження, опубліковане в лютому 2025 року, є проривним відкриттям. Втручання в S-нітрозилювання в головному білку головного мозку показало видимі ознаки відновлення симптомів втрати пам’яті в мишачих моделях хвороби Альцгеймера та нервових клітинах людини. «Ми розкрили молекулярні деталі того, як забруднюючі речовини можуть сприяти втраті пам’яті та нейродегенеративним захворюванням. Зрештою, це може призвести до створення нових препаратів, які блокуватимуть ці ефекти для кращого лікування хвороби Альцгеймера», – зазначив Стюарт Ліптон, старший автор дослідження. Ліптон, який працює клінічним неврологом і займає кафедру Step Family Foundation Endowed в Scripps Research, вперше виявив S-нітрозилювання більше двох десятиліть тому. Він пояснив, що цей хімічний процес відбувається, коли молекула, пов’язана з оксидом азоту (NO), поєднується з атомами сірки в білках, утворюючи «SNO», змінюючи їхню функціональність. Це призводить до того, що Ліптон описав як «SNO-STORM» у мозку. Накопичення NO відбувається в організмі природним шляхом і утворюється у відповідь на запалення або електричну стимуляцію. Однак NO також може утворюватися надмірно через дрібні тверді частинки та нітратоподібні сполуки, які містяться в забрудненому повітрі, димі лісових пожеж, пестицидах або обробленому м’ясі або викликані ними. Роль білків у мозку У своєму останньому дослідженні дослідники глибше дослідили вплив S-нітрозилювання на білок, відомий як CRTC1. Цей білок відіграє важливу роль у контролі генів, відповідальних за встановлення та підтримку зв’язків між клітинами мозку, що має вирішальне значення для процесу навчання та збереження довготривалої пам’яті. Дослідження підтвердило, що надлишок NO призводить до S-нітрозилювання CRTC1, яке потім перешкоджає зв’язуванню білка з іншим життєво важливим білком мозку, CREB. Це порушення перешкоджає стимуляції інших необхідних генів для формування нейронних зв’язків. Нова мета для запобігання хвороби Альцгеймера Після цих відкриттів команда пішла на крок далі і за допомогою генної інженерії створила версію CRTC1, яка була стійка до S-нітрозилювання. Після введення в людські нервові клітини, отримані зі стовбурових клітин пацієнта з хворобою Альцгеймера, ця модифікована версія продемонструвала багатообіцяючий потенціал. Було попереджено ознаки хвороби Альцгеймера, включаючи погіршення зв’язку нервових клітин і зниження виживання нервових клітин. У моделях мишей із хворобою Альцгеймера ця оновлена ​​версія CRTC1 відновила активацію генів, життєво важливих для формування пам’яті та синаптичної пластичності, підвищуючи здатність мозку зміцнювати нейронні зв’язки. Зменшення впливу забруднення повітря Ці висновки дають важливу інформацію про те, як токсини, які ми вдихаємо з навколишнього середовища, зокрема забруднення транспортними засобами та дим лісових пожеж, прискорюють старіння мозку та хворобу Альцгеймера через S-нітрозилювання. «Ми могли б майже повністю врятувати молекулярні шляхи, задіяні у створенні нових спогадів. Це свідчить про те, що це лікарська мішень, яка може реально змінити лікування хвороби Альцгеймера та потенційно інших неврологічних захворювань», — сказав Ліптон. Дослідження також підкреслює, чому ризик хвороби Альцгеймера зростає з віком. З віком антиоксидантний захист організму слабшає, що призводить до посилення запалення та підвищення рівня NO; це робить білки більш чутливими до шкідливих реакцій S-нітрозилювання. Дослідження викрило тихий хаос, який S-нітрозилювання завдає незліченним білкам у всьому нашому тілі. «Ми дізнаємося, що S-нітрозилування впливає на численні білки в організмі, але скасування лише деяких із цих змін, наприклад змін CRTC1, може мати значний вплив на функцію пам’яті», – підсумував Ліптон. Повний текст дослідження було опубліковано в журналі Proceedings of the National Academy of Sciences.