Ученые из РАН и МФТИ в сотрудничестве с коллегами обнаружили возможность применения клеток штамма лактобактерий в разработке лекарств для терапии нейродегенеративных заболеваний. Результаты исследования описаны в статье, опубликованной в журнале Frontiers in Microbiology.
Нейродегенеративные заболевания возникают вследствие длительной прогрессирующей дегенерации и последующей гибели определенных групп нейронов. Нейродегенерация приводит к снижению чувствительности нервной системы, нарушению когнитивных, моторных и силовых функций. Исследования микробиома кишечника позволили выявить виды бактерий, ответственные за поддержание гомеостаза организма, в т.ч. за нейромодулирующие функции. Создание природоподобных препаратов-фармакобиотиков на основе бактерий-обитателей кишечного микробиома — мировой тренд фармакологии сегодня.
На первом этапе таких исследований необходимо подобрать конкретный штамм определенного вида бактерий, способного синтезировать комплекс веществ с заданными свойствами. Авторы новой работы выбрали штамм Limosilactobacillus fermentum U-21 на основании его антиоксидантных свойств, которые подтверждены с использованием моделей in vivo и in vitro. Для изучения потенциала этой группы бактерий в применении к нейровоспалительным процессам исследователи использовали омиксные технологии.
Сначала с помощью протеомных методов ученые идентифицировали и количественно определили белки, экспрессируемые L.fermentum U-21, и выделили белки, играющие важную роль в дезагрегирующей, антиоксидантной и иммуномодулирующей активности. Затем провели метаболомный анализ, которые позволил получить представление о низкомолекулярных метаболитах, образующихся в процессе ферментации, и выявить соединения, обладающие противовоспалительной активностью: γ-аминомасляную кислоту (ГАМК), ниацин, аукубин и сциллоинозитол.
ГАМК стабилизирует активность нейронов, ниацин модулирует выработку цитокинов, поддерживая иммунный гомеостаз, аукубин обладает антиоксидантными свойствами, а сциллоинозитол действует как химический компаньон, уменьшая количество аномальных белковых скоплений, связанных с нейродегенеративными заболеваниями. Результаты исследования показали способность лактобактерии L. fermentum U-21 продуцировать важные биологически активные вещества, которые могут быть использованы при разработке фармакобиотиков для лечения нейродегенеративных заболеваний.
Авторы работы подчеркивают, что полученные результаты являются важным этапом доклинических исследований фармабиотика. Уже выявлены фармакологически активные ингредиенты, обеспечивающие его способность быть кандидатом в препараты для профилактики и комбинированной терапии паркинсонизма. Сегодня нет препаратов, способных излечивать болезнь Паркинсона. Биотерапевтический препарат на основе исследуемого уникального штамма лактобацилл является первым в мире потенциально способным приостанавливать и, возможно, лечить паркинсонизм и другие нейродегенеративные заболевания. Начать его клинические исследования ученые планируют в 2025 году.
