Лекарственные средства, используемые для лечения глаукомы и высотной болезни, помогают предотвращать когнитивные нарушения, вызванные болезнью Альцгеймера у мышей. Исследование показывает, что ингибиторы карбоангидразы, уже одобренные Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (FDA), способствуют выведению бета-амилоида из кровеносных сосудов и глиальных клеток, которые контролируют воспалительные процессы в головном мозге, а также уменьшают воспаление, восстанавливают функцию клеток и предотвращают появление когнитивных нарушений. Результаты исследования опубликованы в научном журнале Alzheimer’s & Dementia.

Церебральная амилоидная ангиопатия
Изменения в кровеносных сосудах головного мозга, связанные с накоплением белка, известного как бета-амилоид, являются отличительной чертой ранней стадии болезни Альцгеймера.

По мере накопления амилоида на стенках сосудов клетки головного мозга теряют питательные вещества и кислород, воспаляются и становятся дисфункциональными. Со временем это приводит к церебральной амилоидной ангиопатии (ЦАА), основной причине снижения когнитивных функций, связанного со старением.

Обращение вспять эффектов ЦАА и нейровоспаления может принести значительную пользу людям, подверженным риску развития болезни Альцгеймера, и теперь ученые из Медицинской школы Льюиса Каца в Университете Темпл (Lewis Katz School of Medicine at Temple University) сделали эту надежду доступной.

Ингибиторы карбоангидразы и болезнь Альцгеймера
В экспериментах, проведенных на мышах, ученые Университета Темпл показали, что препараты, известные как ингибиторы карбоангидразы, уже одобренные FDA для лечения таких заболеваний как глаукома и высотная болезнь, способствуют выведению бета-амилоида из кровеносных сосудов и глиальных клеток, контролирующих воспалительные процессы в головном мозге.

При этом ингибиторы карбоангидразы не только уменьшают воспаление и восстанавливают функцию клеток, но и предотвращают когнитивные нарушения.

Исследование проводилось в лаборатории Сильвии Фоссати (Silvia Fossati) и является первым испытанием одобренных ингибитора карбоангидразы ацетазоламида и метазоламида на животных с цереброваскулярными заболеваниями.

Результаты исследования
«Когнитивные нарушения тесно связаны с повреждением кровеносных сосудов и воспалением в головном мозге, которые являются одними из основных причин, но также и последствий накопления амилоида», — пояснила доктор Фоссати. «Мы хотели выяснить, сможем ли мы предотвратить цереброваскулярную дисфункцию, воспаление и улучшить когнитивную функцию, терапевтически улучшая здоровье сосудистых и глиальных клеток, тем самым способствуя удалению амилоида из кровеносных сосудов и тканей головного мозга».

В предыдущей работе Фоссати с соавторами обнаружили, что накопление амилоида заставляет митохондрии — энергетические центры клеток — функционировать ненормально, и что этот процесс связан с активностью фермента карбоангидразы.

«Мы также знаем из экспериментов на клетках, что ингибиторы карбоангидразы подавляют митохондриальную дисфункцию и гибель клеток, вызванную амилоидом», — дополняет доктор Фоссати. «Но возникают ли такие же эффекты в естественных условиях, неизвестно».

Чтобы протестировать ингибиторы карбоангидразы in vivo, ученые использовали модель на мышах, в которой животные с возрастом демонстрируют повышение уровня человеческого амилоидного белка в головном мозге. По мере накопления амилоидных отложений в сосудах головного мозга у животных начинают проявляться признаки цереброваскулярной дисфункции, подобно тому, как у людей появляются признаки ЦАА.

Животных лечили либо ацетазоламидом, либо метазоламидом примерно с 8-месячного возраста, когда у этих животных впервые появляются признаки амилоидной патологии, и примерно до 15 или 16 месяцев, когда присутствуют выраженные когнитивные нарушения.

Когда исследователи изучили мозговую ткань мышей, получавших ингибиторы карбоангидразы, то обнаружили значительное снижение уровня амилоида в сосудах головного мозга и глиальных клетках. Ученые также обнаружили, что глиальные клетки и кровеносные сосуды в целом были более здоровыми и обладали лучшей способностью выводить амилоиды по сравнению с животными, которым не проводили лечение.

«И ацетазоламид, и метазоламид были очень эффективны в снижении отложения амилоида и улучшении цереброваскулярной функции», — комментирует доктор Фоссати. «Наши поведенческие исследования показали, что по мере уменьшения патологии Альцгеймера у мышей, получавших ингибиторы карбоангидразы, наблюдалось заметное улучшение когнитивных функций».

Дополнительные исследования были сосредоточены на посмертных тканях головного мозга пациентов с болезнью Альцгеймера. Результаты показали, что, как и у животных, уровни специфического фермента карбоангидразы, обнаруженного в митохондриях, аномально повышены в мозге пациентов с болезнью Альцгеймера и пациентов с ЦЦА.

«Терапия, которую мы использовали в текущем исследовании, нацелена на карбоангидразу во всех клетках», — заключила доктор Фоссати. «Если мы сможем нацелить фермент конкретно на митохондрии, эффективность терапии может значительно повыситься, а побочные эффекты могут быть уменьшены».

Вскоре могут начаться клинические испытания для проверки эффективности ацетазоламида и метазоламида у людей с ЦАА, поскольку оба препарата уже одобрены FDA.