Открыта новая система передачи сигналов в мозге

Международная группа исследователей под руководством директора Института трансляционной биомедицины, научного руководителя Клиники высоких медицинских технологий СПбГУ, профессора Рауля Гайнетдинова обнаружила в мозге новую нейромедиаторную систему, в ней передача сигналов между нейронами происходит благодаря рецепторам к трейс-аминам TAAR5. Результаты исследования позволят создать принципиально новые виды лекарств от депрессии, шизофрении и тревожных расстройств. Исследование опубликовано в журнале Frontiers in Molecular Neuroscience.

TAAR5 представлен не только в обонятельной системе, но и в отделах мозга, ответственных за эмоции.

Нейромедиаторы или нейротрансмиттеры — это химические вещества, которые передают сигналы между нейронами или от нейронов к другим клеткам. Они взаимодействуют с рецепторами, расположенными в мозге человека и животных, контролируя самые разные биологические процессы: страх, гнев, наслаждение, память, энергию, аппетит, сон и многое другое. Сегодня ученым известно несколько типов нейротрансмиттерных систем: дофаминовая, норадреналиновая, серотониновая, гистаминовая, глутаматная и многие другие. В настоящее время используется большое количество лекарств, созданных на основе воздействия на эти системы.

Ученым СПбГУ вместе с коллегами из Итальянского технологического института и Первого Санкт-Петербургского государственного медицинского университета имени академика И. П. Павлова благодаря экспериментам на мышах удалось показать, что в мозге есть еще одна нейротрансмиттерная система, в ней передача сигналов происходит за счет трейс-аминового рецептора TAAR5.

«Трейс-амины или следовые амины — это двоюродные братья дофамина и серотонина, — объясняет Рауль Гайнетдинов. — Известно, что у человека есть шесть подтипов рецепторов к следовым аминам. Лучше всего изучен TAAR1 рецептор, причем его считают настолько перспективным, что в мае 2019 года FDA назвало разработку компании Sunovion Pharmaceuticals на основе TAAR1 прорывной. Вторую стадию клинического испытания их лекарства от шизофрении засчитали как третью, и оно уже в ближайшие годы появится на рынке. Это будет первый в мире антипсихотический препарат, который не является блокатором дофаминовых рецепторов».

Исследователи Института трансляционной биомедицины обратили внимани на другой рецептор следовых аминов — TAAR5. Ранее считалось, что все остальные рецепторы к трейс-аминам, за исключением TAAR1, являются исключительно обонятельными и участвуют только в восприятии инстинктивных запахов (например, запаха гнили, смерти, хищника или феромонов), поэтому вряд ли могут пригодиться в поисках лекарств от заболеваний мозга. Однако ученые СПбГУ были уверены в другом: чтобы доказать важную роль TAAR5 в психоэмоциональном состоянии, они провели серию экспериментов с нокаутными лабораторными мышами. У этих животных «нокаутирован» или «выключен» ген, кодирующий белок TAAR5. Вместо него в геном вставлен маркер, который позволяет увидеть, в каких зонах мозга данный белок мог быть задействован.

«Оказалось, что TAAR5 представлен не только в носу и обонятельной луковице, но и проходит дальше — в «эмоциальный» мозг, связанный с обонятельной системой: в миндалевидное тело, гиппокамп, таламус и в другие структуры, — рассказал профессор СПбГУ. — Кроме того, мы увидели, как при его удалении меняется концентрация серотонина в мозге, а это главный индикатор изменения эмоционального поведения. Мыши-нокауты без TAAR5 ведут себя так, будто бы находятся под воздействием антидепрессантов или противотревожных препаратов: не боятся яркого света и не поддаются стрессу».

Предварительные данные также позволяют предположить, что и все остальные рецепторы следовых аминов выполняют не только инстинктивную обонятельную функцию, но и по-разному вовлечены в регуляцию психоэмоционального состояния. Как отмечает директор Института трансляционной биомедицины, это открытие может помочь в разработке принципиально новых препаратов, способных бороться с шизофренией, депрессией, тревожными расстройствами, различными зависимостями, возможно, даже с паркинсонизмом и болезнью Альцгеймера. Полученные данные вносят важный вклад в развитие нейронауки, психиатрии, психологии и даже ароматерапии. Теперь исследователям становится более понятно, почему, например, лечение депрессии и тревожности с помощью запахов хвойных деревьев может приносить результаты: в состав их смолы входит вещество тимберол, которое, как оказалось, является антагонистом для TAAR5.

«Сегодня нужно заниматься поиском эффективных антагонистов — веществ, которые будут блокировать TAAR5 рецепторы в мозге, тем самым оказывая антидепрессивное и противотревожное действие, — отметил Рауль Гайнетдинов. — В СПбГУ для этих исследований есть практически все: у нас разработана тест-система для поиска веществ, активирующих или блокирующих TAAR5 и другие рецепторы, а также есть уникальная в мире коллекция нокаутных животных по всем рецепторам к трейс-аминам. Мы надеемся найти поддержку индустриальных партнеров, с которыми сможем заняться разработкой принципиально новых лекарств, которых в мире еще никто не создает. Причем пока мы изучили только один, ранее считавшийся исключительно обонятельным рецептором, TAAR5, а впереди — исследования четырех других рецепторов к следовым аминам, которые могут открыть путь в новую большую фармакологию».

Текст: СПбГУ

Espinoza, S., Sukhanov, I., Efimova, E. V, Kozlova, A., Antonova, K. A., Illiano, P., … Gainetdinov, R. R. (2020). Trace Amine-Associated Receptor 5 Provides Olfactory Input Into Limbic Brain Areas and Modulates Emotional Behaviors and Serotonin Transmission. Frontiers in Molecular Neuroscience, 13, 18. https://doi.org/10.3389/fnmol.2020.00018

Источник: neuronovosti.ru

Комментарии: