- 26,738
- 46
- 8 Ноя 2022
Ученые нашли способ не тупеть без сна. Правда, пока метод проверили только на грызунах.
Недосып бьёт не только по настроению и вниманию. Когда нехватка сна тянется долго, мозг начинает работать в режиме хронического стресса: усиливается воспаление, хуже закрепляются воспоминания , страдают обучение и принятие решений. Китайские исследователи проверили на мышах новый способ смягчить эти последствия. Вместо обычного лекарства они использовали экзосомы — крошечные пузырьки, через которые клетки передают друг другу биологические молекулы.
Работу провела команда Первой больницы Цюаньчжоу, связанной с Фуцзяньским медицинским университетом. Исследователи попытались доставить в мозг белок теплового шока HSP70. Этот белок помогает клеткам переживать стресс, защищает белковые структуры от повреждений и неправильного сворачивания. Проблема в том, что мозг защищён гематоэнцефалическим барьером: многие вещества плохо проходят из крови в нервную ткань. Поэтому учёные решили использовать экзосомы как транспорт.
Экзосомы можно представить как микроскопические посылки в мембранной оболочке. Клетки выпускают их наружу, а другие клетки могут поглощать содержимое. Внутри таких пузырьков могут находиться белки, РНК и другие молекулы. Для медицины экзосомы интересны именно как система доставки: они достаточно малы, естественно участвуют в межклеточном обмене и могут переносить полезные инструкции к нужным тканям.
Команда под руководством Чжэньмина Кана и Гошао Чжу сначала подготовила клетки HEK293T в лаборатории. Эти клетки заставили производить матричную РНК HSP70. Матричная РНК работает как инструкция: попав в клетку, она подсказывает ей, какой белок нужно собрать. В данном случае речь шла о HSP70, который должен помочь нейронам и связанным с ними клеткам справиться с последствиями длительного недосыпа.
Чтобы направить экзосомы именно к мозгу, исследователи добавили к ним белок RVG-Lamp2b. В результате получились частицы HSP70@ExoRVG. Затем учёные проверили их размер, форму и белковый состав. Для этого использовали просвечивающую электронную микроскопию, анализ траекторий наночастиц и вестерн-блоттинг, лабораторный метод для обнаружения конкретных белков.
После проверки частиц исследователи перешли к клеточным и животным экспериментам. Сначала они изучили, поглощают ли новые экзосомы нейральные прогениторные клетки. Так называют незрелые клетки нервной системы, которые могут превращаться в разные типы нервных клеток. В лабораторной культуре экзосомы успешно доставляли матричную РНК HSP70, а внутри клеток повышался уровень защитного белка.
Затем учёные проверили терапию на мышах, которых подвергали хроническому недосыпу. Одним животным вводили экзосомы с HSP70 и мозговым «адресом» RVG, другим — обычные или пустые экзосомы. После этого исследователи оценивали память, обучение и молекулярные признаки воспаления в мозге.
Мыши, получившие HSP70@ExoRVG, лучше справлялись с заданиями на память и обучение после периода нехватки сна. В гиппокампе, области мозга, важной для памяти, снизились уровни воспалительных молекул TNF-α, IL-6 и IL-1β. Одновременно вырос уровень IL-10, сигнальной молекулы с противовоспалительным действием.
Лечение повлияло и на молекулы, связанные с восстановлением и работой нервной ткани. У мышей повысился уровень BDNF, белка, который поддерживает рост, выживание и здоровье нейронов. Также вырос уровень фосфорилированного CREB. Эта молекула участвует в процессах, связанных с памятью и обучением. По данным авторов, направленные экзосомы работали лучше, чем пустые или не нацеленные на мозг частицы.
Смысл подхода не в том, чтобы просто «компенсировать» бессонную ночь. Хронический недосып запускает воспалительные процессы, которые при длительном воздействии могут повышать риск нарушений в нервной системе. Поэтому исследователи рассматривают экзосомную доставку HSP70 как возможный путь к терапии состояний, где нехватка сна связана с нейровоспалением и постепенным ухудшением работы мозга.
Пока работа остаётся ранним экспериментом. До испытаний на людях понадобится проверить безопасность, дозировки, длительность эффекта и возможные побочные реакции. Но исследование показывает важный принцип: экзосомы можно использовать не только для доставки малых РНК, но и для переноса матричной РНК, которая заставляет клетки мозга производить защитный белок.
Авторы считают, что впервые показали успешную доставку мРНК с помощью RVG-модифицированных экзосом при нарушениях, вызванных недосыпом. Следующий этап — понять, насколько устойчивым будет эффект при разных моделях хронической нехватки сна и можно ли превратить лабораторную схему в безопасную терапию.
Недосып бьёт не только по настроению и вниманию. Когда нехватка сна тянется долго, мозг начинает работать в режиме хронического стресса: усиливается воспаление, хуже закрепляются воспоминания , страдают обучение и принятие решений. Китайские исследователи проверили на мышах новый способ смягчить эти последствия. Вместо обычного лекарства они использовали экзосомы — крошечные пузырьки, через которые клетки передают друг другу биологические молекулы.
Работу провела команда Первой больницы Цюаньчжоу, связанной с Фуцзяньским медицинским университетом. Исследователи попытались доставить в мозг белок теплового шока HSP70. Этот белок помогает клеткам переживать стресс, защищает белковые структуры от повреждений и неправильного сворачивания. Проблема в том, что мозг защищён гематоэнцефалическим барьером: многие вещества плохо проходят из крови в нервную ткань. Поэтому учёные решили использовать экзосомы как транспорт.
Экзосомы можно представить как микроскопические посылки в мембранной оболочке. Клетки выпускают их наружу, а другие клетки могут поглощать содержимое. Внутри таких пузырьков могут находиться белки, РНК и другие молекулы. Для медицины экзосомы интересны именно как система доставки: они достаточно малы, естественно участвуют в межклеточном обмене и могут переносить полезные инструкции к нужным тканям.
Команда под руководством Чжэньмина Кана и Гошао Чжу сначала подготовила клетки HEK293T в лаборатории. Эти клетки заставили производить матричную РНК HSP70. Матричная РНК работает как инструкция: попав в клетку, она подсказывает ей, какой белок нужно собрать. В данном случае речь шла о HSP70, который должен помочь нейронам и связанным с ними клеткам справиться с последствиями длительного недосыпа.
Чтобы направить экзосомы именно к мозгу, исследователи добавили к ним белок RVG-Lamp2b. В результате получились частицы HSP70@ExoRVG. Затем учёные проверили их размер, форму и белковый состав. Для этого использовали просвечивающую электронную микроскопию, анализ траекторий наночастиц и вестерн-блоттинг, лабораторный метод для обнаружения конкретных белков.
После проверки частиц исследователи перешли к клеточным и животным экспериментам. Сначала они изучили, поглощают ли новые экзосомы нейральные прогениторные клетки. Так называют незрелые клетки нервной системы, которые могут превращаться в разные типы нервных клеток. В лабораторной культуре экзосомы успешно доставляли матричную РНК HSP70, а внутри клеток повышался уровень защитного белка.
Затем учёные проверили терапию на мышах, которых подвергали хроническому недосыпу. Одним животным вводили экзосомы с HSP70 и мозговым «адресом» RVG, другим — обычные или пустые экзосомы. После этого исследователи оценивали память, обучение и молекулярные признаки воспаления в мозге.
Мыши, получившие HSP70@ExoRVG, лучше справлялись с заданиями на память и обучение после периода нехватки сна. В гиппокампе, области мозга, важной для памяти, снизились уровни воспалительных молекул TNF-α, IL-6 и IL-1β. Одновременно вырос уровень IL-10, сигнальной молекулы с противовоспалительным действием.
Лечение повлияло и на молекулы, связанные с восстановлением и работой нервной ткани. У мышей повысился уровень BDNF, белка, который поддерживает рост, выживание и здоровье нейронов. Также вырос уровень фосфорилированного CREB. Эта молекула участвует в процессах, связанных с памятью и обучением. По данным авторов, направленные экзосомы работали лучше, чем пустые или не нацеленные на мозг частицы.
Смысл подхода не в том, чтобы просто «компенсировать» бессонную ночь. Хронический недосып запускает воспалительные процессы, которые при длительном воздействии могут повышать риск нарушений в нервной системе. Поэтому исследователи рассматривают экзосомную доставку HSP70 как возможный путь к терапии состояний, где нехватка сна связана с нейровоспалением и постепенным ухудшением работы мозга.
Пока работа остаётся ранним экспериментом. До испытаний на людях понадобится проверить безопасность, дозировки, длительность эффекта и возможные побочные реакции. Но исследование показывает важный принцип: экзосомы можно использовать не только для доставки малых РНК, но и для переноса матричной РНК, которая заставляет клетки мозга производить защитный белок.
Авторы считают, что впервые показали успешную доставку мРНК с помощью RVG-модифицированных экзосом при нарушениях, вызванных недосыпом. Следующий этап — понять, насколько устойчивым будет эффект при разных моделях хронической нехватки сна и можно ли превратить лабораторную схему в безопасную терапию.
- Источник новости
- www.securitylab.ru
