Гипоксия – ключевой фактор, который сопровождает большинство патологий головного мозга, включая ишемию и нейродегенеративные заболевания. Снижение концентрации кислорода приводит к необратимым изменениям метаболизма нервных клеток, что влечет за собой гибель клеток и нарушение межклеточных взаимодействий. Поскольку нейронные сети отвечают за обработку, хранение и передачу информации в головном мозге, потеря сетевых элементов может привести к нарушению функции центральной нервной системы и, как следствие, к развитию неврологического дефицита и тяжелой инвалидности пациента.
Это причина, по которой мировое нейробиологическое сообщество в настоящее время активно занимается поиском соединений, которые могут предотвратить гибель нервных клеток и поддерживать их функциональную активность в условиях стресса.
По словам Марии Ведуновой, директора Института биологии и биомедицины Университета Лобачевского (УНН), исследователи института предлагают использовать собственный потенциал организма для борьбы с гипоксией и ее последствиями.
"Наш особый интерес представляет нейротрофический фактор, производный от линии глиальных клеток (GDNF). Эти сигнальные молекулы принимают активное участие в росте и развитии нервных клеток в эмбриональном периоде, а также они участвуют в реализации защитных механизмов и адаптации клеток мозга при воздействии различных стрессоров в зрелом возрасте," Заметки Марии Ведуновой.
Применяя передовые методы исследования структуры и функциональной активности нейронных сетей мозга, группа исследователей из Нижегородского государственного университета им. Лобачевского и Института клеточной биологии и нейробиологии университетской клиники Шарите в Берлине показала, что активация нейротрофического фактора GDNF предотвращает гибель нервных клеток и помогает поддерживать активность нейронной сети после гипоксического повреждения. Особое значение имеют данные, которые определяют ключевых участников молекулярных каскадов, ответственных за реализацию защитного эффекта GDNF, а именно ферментных киназ RET, AKT1, Jak1 и Jak2t.
"Благодаря уже полученным результатам ученые Университета Лобачевского значительно продвинулись в разработке теоретических основ нового метода коррекции гипоксических состояний центральной нервной системы. Следующий этап работы будет направлен на изучение возможности активации нейротрофического фактора GDNF у экспериментальных животных при моделировании гипоксического повреждения," продолжает Мария Ведунова.
Исследователи показали, что активация нейротрофического фактора, происходящего из глиальной клеточной линии, помогает защитить клетки мозга от гибели во время гипоксического повреждения и поддерживать функцию нейронных сетей в долгосрочной перспективе после повреждающего воздействия.
Глубокое понимание принципов работы нейронных сетей, подвергшихся гипоксическому повреждению, и механизмов защитного действия биологически активных молекул организма (нейротрофического фактора GDNF) может стать основой для разработки эффективного метода коррекции различных патологий ЦНС, развивающихся в условиях кислородная недостаточность.
Полученные результаты носят фундаментальный характер, но они могут стать важным элементом комплексных исследований, направленных на разработку новых методов диагностики и лечения гипоксических состояний ЦНС, которые, несомненно, имеют большой коммерческий потенциал.