Стареющий мозг превращает триптофан в токсин — найден механизм

Исследование из Израиля раскрывает новую мишень для борьбы с нейродегенерацией. Команда молекулярных биологов из Университета имени Бен-Гуриона в Негеве (Ben-Gurion University of the Negev, Израиль) обнаружила ключевой механизм, объясняющий, почему с возрастом жизненно важная аминокислота триптофан перестаёт поддерживать здоровье мозга и начинает участвовать в процессах, связанных с его деградацией.

Открытие может стать основой для новых методов профилактики и лечения возрастных нейродегенеративных заболеваний, включая болезнь Альцгеймера.

Исследование под руководством профессора Дебры Тойбер (Debra Toiber) опубликовано в журнале Nature Communications и освещено изданием SciTechDaily. Триптофан: из нейроподдержки в метаболическую угрозу Триптофан — незаменимая аминокислота, предшественник нейромедиаторов серотонина и мелатонина. Она также участвует в синтезе NAD+, молекулы, обеспечивающей клеточную энергетику. Однако с возрастом или при повреждениях мозга метаболизм триптофана смещается в сторону кинуренинового пути — процесса, продуцирующего нейротоксичные соединения.

Учёные обнаружили, что снижение активности белка Sirtuin 6 (SIRT6) ведёт к нарушению баланса: триптофан всё чаще перерабатывается в токсичные метаболиты, что сопровождается снижением уровня защитных нейромедиаторов и усилением нейродегенеративных процессов.

В экспериментах на клеточных культурах, мухах-дрозофилах и мышах с выключенным геном SIRT6 были зафиксированы:

нарушения регуляции генов метаболизма триптофана (TDO2, AANAT); активация кинуренинового пути и накопление токсичных метаболитов; уменьшение синтеза нейромедиаторов; ухудшение когнитивных и моторных функций; структурные изменения в мозге.

Возможность обратного вмешательства Особенно важным открытием стало то, что этот процесс не является необратимым. При блокировке фермента TDO2 — ключевого элемента токсичного метаболического пути — учёные наблюдали частичное восстановление нейромоторных функций и снижение повреждений мозга у моделей без SIRT6. «SIRT6 играет решающую роль в поддержании метаболического баланса триптофана. Его дефицит делает мозг уязвимым, но вмешательство возможно», — подчеркнула профессор Тойбер. Это открывает перспективу для разработки новых препаратов, направленных на сохранение или восстановление здорового метаболизма триптофана у пожилых людей, а также снижения риска когнитивных нарушений. Ключевые выводы исследования

Триптофан с возрастом перерабатывается в токсичные метаболиты, ускоряя старение мозга. Белок SIRT6 регулирует выбор метаболического пути триптофана — защитного или нейротоксичного. Снижение SIRT6 активирует кинурениновый путь, увеличивая риск нейродегенерации. Блокада фермента TDO2 частично восстанавливает нейронную функцию и даёт надежду на терапию.

Научное значение и перспективы Исследование демонстрирует, как молекулярные нарушения в обмене веществ могут вызывать широкие последствия для когнитивного здоровья. Понимание роли SIRT6 и триптофана в старении открывает путь к новым стратегиям лечения заболеваний, связанных с возрастной дегенерацией мозга.

В будущем команда планирует изучать влияние модуляции SIRT6 в более приближенных к человеку моделях и оценить эффективность потенциальных лекарств в доклинических и клинических испытаниях.