Препарат на основе нанокристаллов золота под названием CNM-Au8 позволил значительно улучшить энергетический дефицит головного мозга и двигательные функции пациентов, страдающих рассеянным склерозом (РС) и болезнью Паркинсона. Эти заболевания характеризуются ускоренным ухудшением энергетического метаболизма нейронов. После 12 недель ежедневного приема у всех пациентов наблюдалось значительное восстановление функций.
Работа наших органов, в том числе мозга, зависит от непрерывного поступления энергии в виде аденозинтрифосфата (АТФ), поставляемого в клетки митохондриями. С возрастом эффективность энергетического метаболизма снижается, что приводит к дефициту АТФ в нейронах. Исследования показали, что этот дефицит усугубляется при нейродегенеративных заболеваниях и часто обнаруживается еще до появления клинических симптомов.
При нейродегенерации изменение энергетического метаболизма приводит к увеличению окислительных и нейровоспалительных стрессовых факторов, а также к снижению протеостатического уровня (препятствующего стабилизации белков). Эти факторы, в свою очередь, запускают порочный круг, приводящий к дальнейшему дефициту энергии и нейродегенерации. Они способствуют накоплению токсичных белков, характерных для нейродегенеративных заболеваний, таких как бета-амилоидный белок и белок тау в случае болезни Альцгеймера.
Нейродегенеративные заболевания также приводят к ускоренному и сильному снижению соотношения никотинамид-аденин-динуклеотида (NAD+) и никотинамид-аденин-динуклеотидного водорода (NADH). Это пара ферментативных кофакторов, необходимых для клеточных реакций, приводящих к синтезу АТФ. Они также участвуют во многих функциях, таких как внутриклеточное поглощение энергии и регулирование доступности питательных веществ. В результате соотношение NAD+/NADH считается показателем общего энергетического потенциала мозга.
Предыдущие исследования показали, что остановка или устранение дефицита энергии может замедлить прогрессирование нейродегенеративных заболеваний. В одном из недавних исследований было предложено оживить митохондрии в качестве средства лечения болезни Альцгеймера.
Стратегии, направленные на энергетический обмен, могут даже привести к частичному излечению, считают исследователи из Юго-Западного университета Техаса (UTSW). В сотрудничестве с биофармацевтической компанией Clene Nanomedicine они предложили новый подход, который вмешивается непосредственно на уровне соотношения NAD+/NADH, используя специально разработанные золотые нанокристаллы.
Вторая фаза клинических испытаний препарата под названием CNM-Au8, описанная в Journal of Nanobiotechnology, показывает многообещающие результаты при рассеянном склерозе и болезни Паркинсона. «Мы с осторожным оптимизмом ожидаем, что с помощью этой стратегии мы сможем предотвратить или даже обратить вспять некоторые неврологические расстройства«, — объясняет Питер Сгигна, доцент неврологии и научный сотрудник Института мозга Питера О’ Доннелла-младшего Института мозга UTSW.
Функциональное улучшение через 12 недель
Нанокристаллы золота, разработанные учеными в новом исследовании, действуют как катализаторы, увеличивая соотношение NAD+/NADH в нейронах. При пероральном приеме в виде концентрированной суспензии эти частицы преодолевают гематоэнцефалический барьер и катализируют быстрое окисление NADH до NAD+. Эта реакция увеличивает внутринейрональную доступность NAD+ и АТФ.
В предыдущих исследованиях in vitro и доклинических испытаниях было показано, что CNM-Au8 восстанавливает энергетический гомеостаз и снижает окислительный стресс в нейронах. Лечение также вызывало ремиелинизацию поврежденных аксонов. Более того, «несмотря на то, что золотые наночастицы обладают способностью выступать в качестве биологических катализаторов, насколько нам известно, CNM-Au8 — единственная суспензия нанокристаллов золота, которая демонстрирует исключительно высокую каталитическую активность и очень низкую токсичность«, — отмечают исследователи из UTSW в своем исследовании.
Увеличение соотношения NAD+ /NADH в головном мозге у участников клинических испытаний REPAIR при болезни Паркинсона и РС. (a) Изменение соотношения NAD+ /NADH в головном мозге и вторичные конечные точки, (b) изменение фракции NAD+ и изменение фракции NADH после 12 недель или более ежедневного приема CNM-Au8. (c) Протокол исследования REPAIR-MS включал 6-недельный перерыв в лечении после 12 недель приема препарата.
В рамках фазы 2 клинических испытаний CNM-Au8 были набраны 11 добровольцев с рассеянным склерозом и 13 — с болезнью Паркинсона. Для оценки эффекта участники проходили магнитно-резонансную спектроскопию головного мозга до и после лечения. Препарат принимали ежедневно в течение 12 недель.
У всех пациентов препарат увеличил соотношение NAD+/NADH на 10,4% по сравнению с исходными значениями. Это замечательный терапевтический эффект, учитывая, что при здоровом старении каждые 10 лет соотношение NAD+/NADH в головном мозге снижается примерно на 0,5 %. Участники также отметили значительное улучшение двигательной функции. Значительных побочных эффектов отмечено не было.
По мнению экспертов, улучшение, достигнутое с помощью CNM-Au8, должно быть достаточным, чтобы потенциально обратить нейродегенерацию вспять, а не просто замедлить ее, как это делают существующие методы лечения. Препарат может быть использован и для лечения других нейродегенеративных заболеваний. Однако потребуются дальнейшие исследования для оценки воспроизводимости результатов, особенно в случае прогрессирующего рассеянного склероза (характеризующегося регулярным и ускоренным ухудшением симптомов).
