В ходе исследования изучалось влияние лекарств-кандидатов на плотность крошечных шиповидных структур, называемых дендритными шипами, которые щетинятся вдоль ветвящихся отростков нейронов и принимают входящие сигналы.
«Проблемы с обучением и памятью при многих нейродегенеративных расстройствах и расстройствах нервного развития, таких как болезнь Альцгеймера и некоторые формы аутизма или умственной отсталости, связаны либо с потерей, либо с неправильной регуляцией дендритных позвоночников», – сказал Джерри Янг, профессор химии и биохимии, руководивший работой. «Разработанные нами соединения могут дать возможность компенсировать или, в идеале, сохранить нейронную коммуникацию у людей, страдающих проблемами с памятью."
Когда исследователи обрабатывали нейроны из части мозга, критически важной для формирования и восстановления воспоминаний, с их новыми соединениями, они увидели увеличение плотности дендритных шипов. Новые соединения также предотвратили потерю этих шипов, которая происходит в присутствии бета-амилоида, вещества, которое образует амилоидные бляшки в мозге людей с болезнью Альцгеймера, сообщает группа ученых в следующем выпуске Journal of Biological Chemistry.
Чем выше концентрация препарата-кандидата, тем больше плотность шипов в диапазоне доз, которые исследовала команда. Эффект также обратим: после того, как соединения были смыты, шипы отступили в течение 24 часов.
Более ранние версии этих соединений, также разработанные исследовательской группой Янга, улучшали память и обучаемость у нормальных мышей и на мышиной модели болезни Альцгеймера, но были слишком токсичными, чтобы использовать их в качестве кандидатов в лекарства.
Джессика Чифелли, аспирантка в группе Янга, разработала способ сохранить часть молекул, которая, по их мнению, способствовала росту дендритных шипов, но изменить химические свойства, которые придают токсичность. Эти новые соединения, называемые бензотиазольными амфифилами, представляют собой новые инструменты для изучения взаимосвязи между дендритными шипами и когнитивным поведением.
Из множества предыдущих исследований мы знаем, что плотность шипов нейронов со временем меняется, и что увеличение плотности коррелирует с улучшением памяти и обучения. В качестве потенциальных лекарств бензотиазольные амфифилы могут быть полезны для борьбы с потерей позвоночника при нейродегенеративных заболеваниях или, возможно, для общего улучшения когнитивных функций.