Исследователи обнаружили в мозге ранее недооцененную систему нейромедиаторов

Гистологический анализ экспрессии TAAR5 в мозге мыши

Это может помочь найти новые методы лечения депрессии и шизофрении

Нейромедиаторы — это химические вещества, которые передают сигналы между нейронами или от нейронов к другим клеткам. Они взаимодействуют со специфическими рецепторами, обнаруживаемыми в мозге людей и животных, контролируя различные биологические процессы, например, страх, гнев, удовольствие, память, энергию, аппетит и сон. Сегодня ученым известны различные типы нейротрансмиттерных систем: дофамин, норадреналин, серотонин, гистамин, глутамат и многие другие. Большое количество клинически используемых препаратов для лечения многих заболеваний мозга основано на действии этих систем.

Исследователи Санкт-Петербургского университета совместно с коллегами из Istituto Italiano di Tecnologia и Первого Санкт-Петербургского государственного медицинского университета им. Павлова провели эксперименты на мышах-мутантах. Они смогли показать, что в мозге существует новая нейротрансмиттерная система — в ней передача сигнала врожденной обонятельной информации в «эмоциональные» области мозга происходит через следовой амин-связанный рецептор 5 TAAR5.

«Следовые амины являются кузенами известных нейротрансмиттеров дофамина и серотонина», — объясняет Рауль Гайнетдинов. «Известно, что у людей есть шесть подтипов связанных с амином рецепторов, которые ощущают следовые амины. Рецептор TAAR1 является наиболее исследованным, и он считается настолько многообещающим, что в мае 2019 года FDA (Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов, агентство Министерства здравоохранения и социальных служб США, которое одобряет запуск новых лекарств на рынке) обозначил экспериментальный препарат, основанный на воздействии на TAAR1 Sunovion Pharmaceuticals, статус «прорывного лечения» при шизофрении. Поскольку FDA приняло вторую стадию клинического испытания препаратов для лечения шизофрении в качестве третьей стадии, лекарство должно появиться на рынке в течение нескольких лет. Это должен быть первый антипсихотический препарат в мире, который не является блокатором допаминовых рецепторов. Стоит отметить, что исследователи из Санкт-Петербургского государственного университета также разрабатывают новые препараты на основе действия на TAAR1»

Ранее считалось, что все другие рецепторы на следовые амины, за исключением TAAR1, являются исключительно обонятельными и участвуют только в восприятии социально значимых врожденных запахов (например, запах гнилой ткани, хищников или феромонов). Поэтому считалось, что они бесполезны при поиске новых лекарств от болезней мозга. Однако ученые Санкт-Петербургского государственного университета были убеждены в обратном: чтобы доказать важную роль TAAR5 в нейрональных функциях и психоэмоциональном состоянии, они провели серию экспериментов с нокаутированными лабораторными мышами — ген, кодирующий белок TAAR5, был «выбит» или «выключен» у этих животных. Вместо этого в геном был вставлен маркер.

«Оказалось, что TAAR5 обнаруживается не только в носу и обонятельной луковице, но также в «эмоциональных» областях мозга, связанных с обонятельной системой: миндалине, гиппокампе, таламусе и других структурах», — сказал профессор Гайнетдинов. «Кроме того, мы наблюдали, что недостаток TAAR5 приводит к изменению концентрации серотонина в мозге, и это является основным показателем изменений в эмоциональном поведении. Мыши без TAAR5 ведут себя так, как будто они проходят курс лечения антидепрессантами или лекарствами от тревоги: они не боятся яркого света и не подвержены стрессу»

Предварительные данные также предполагают, что все другие связанные с амином рецепторы не только являются посредниками врожденной обонятельной функции, но также по-разному участвуют в регуляции психоэмоционального состояния. По словам Рауля Гайнетдинова, это открытие может привести к разработке принципиально новых лекарств, которые могут справиться с шизофренией, депрессией, тревожными расстройствами, различными зависимостями, возможно, даже с болезнью Паркинсона и болезнью Альцгеймера. Полученные данные могут оказать влияние на различные области неврологии, психиатрии и психологии.

«Теперь мы должны искать эффективных антагонистов — веществ, которые блокируют рецепторы TAAR5 в мозге, тем самым оказывая антидепрессивное и анти-тревожное действие», — сказал Рауль Гайнетдинов. «Наша лаборатория в Санкт-Петербургском университете имеет практически все для этих исследований: мы разработали тестовую систему для поиска лекарств, которые активируют или блокируют TAAR5 и другие рецепторы; и у нас также есть уникальная коллекция нокаутированных животных для всех рецепторов следовых аминов. Мы надеемся найти поддержку промышленных партнеров, с помощью которых мы сможем разрабатывать инновационные препараты, которые еще никто не создал. До сих пор мы исследовали только один рецептор, TAAR5, который ранее считался исключительно обонятельным рецептором. Сейчас мы проводим исследования четырех других связанных с амином рецепторов»

Исследование: https://doi.org/10.3389/fnmol.2020.00018

Вас также может заинтересовать:

Синаптические изменения объясняют генетическую связь с психическим заболеванием

Болезнь Альцгеймера нарушает рождение новых клеток мозга