Исследователи из Университета Кумамото, Япония, обнаружили, что компонент, полученный из эфирного масла куркумы, ароматического турмерона (ар-турмерона) и его производных, действуют непосредственно на дофаминергические нервы, создавая нейропротекторный эффект на тканевые культуры модели болезни Паркинсона. Это, по-видимому, связано с усилением клеточной антиоксидантной активности в результате активации Nrf2. Исследователи считают, что производные ар-турмерона, идентифицированные в этом исследовании, могут быть использованы в качестве новых терапевтических агентов при болезни Паркинсона.
Болезнь Паркинсона – это нейродегенеративное заболевание, вызванное избирательной гибелью дофаминергических нейронов, которые передают информацию от черной субстанции среднего мозга к полосатому телу, что приводит к снижению выработки дофамина. Симптомы включают тремор конечностей, неподвижность, ригидность мышц и другие двигательные нарушения. В настоящее время доступны методы лечения, такие как добавки дофамина, но все еще нет способа подавить дофаминергическую нейродегенерацию.
В предыдущих исследованиях сообщалось, что воспалительный ответ, вызванный активацией микроглии (клеток, ответственных за иммунную функцию в головном мозге), наблюдается в черной субстанции среднего мозга пациентов с болезнью Паркинсона. Дальнейшие эксперименты, предназначенные для имитации состояния среднего мозга in vivo (культура срезов среднего мозга), показали, что активация микроглии запускает избирательную дегенерацию дофаминергических нейронов в черной субстанции и что оксид азота (NO), полученный из активированной микроглии, участвует в нейродегенерации. Эти данные свидетельствуют о том, что соединения с противовоспалительным действием на микроглию могут подавлять дофаминергическую дегенерацию.
Таким образом, исследователи проанализировали ароматический тумерон (ар-турмерон), основной компонент эфирного масла куркумы, который, как сообщается, оказывает противоопухолевое и противовоспалительное действие на микроглию. Они использовали линию микроглиальных клеток BV2 и культуры срезов среднего мозга, чтобы: 1) определить, подавляет ли ар-турмерон дофаминергическую нейродегенерацию за счет своего противовоспалительного действия, и 2) идентифицировать структурно похожие соединения (производные), которые могут иметь более сильные противовоспалительные и нейропротекторные эффекты.
Ар-турмерон имеет асимметричный углерод (S-Tur), поэтому исследователи подготовили восемь аналогов и попытались определить те, которые обладают более сильным противовоспалительным действием. Они использовали ингибирующее действие на воспалительную реакцию, вызванную активацией клеток BV2, стимулированной липополисахаридами (LPS), в качестве индикатора. Аналогами с более сильным противовоспалительным действием, чем S-Tur, были (R) -ар-турмерон (R-Tur), ар-атлантон (Atl) и аналог 2 (A2).
Чтобы изучить, оказывают ли эти соединения, включая S-Tur, ингибирующее действие на дофаминергическую дегенерацию, исследователи затем наблюдали культуры срезов среднего мозга, в которых активация микроглии была индуцирована интерфероном-γ и стимуляцией LPS (IFN-γ / LPS). Все четыре соединения значительно подавляли уменьшение количества дофаминергических нейронов, индуцированное IFN-γ / LPS. Однако выработка NO, который высвобождается из активированной микроглии и участвует в дофаминергической нейродегенерации, вообще не подавлялась. Кроме того, три соединения, S-Tur, Atl и A2, ингибировали дофаминергическую дегенерацию, вызванную MPP +, токсином, который избирательно повреждает дофаминергические нейроны независимо от активности микроглии. Эти результаты показывают, что S-Tur и его производные, Atl и A2, оказывают прямое действие на дофаминергические нейроны и проявляют нейропротекторные эффекты. Кроме того, анализ с использованием линий дофаминергических клеток-предшественников и культур срезов среднего мозга показал, что нейропротекторные эффекты Atl и A2 опосредуются активацией Nrf2, фактора транскрипции, который увеличивает антиоксидантную активность клеток.
"Наше исследование выявило новый механизм, с помощью которого ар-турмерон и его производные напрямую защищают дофаминергические нейроны мезэнцефального среза, независимо от их ранее сообщавшегося противовоспалительного действия на микроглию," сказал доцент Такахиро Секи, который руководил исследованием. "Мы показали, что два производных, Atl и A2, проявляют нейропротекторные эффекты за счет увеличения экспрессии антиоксидантных белков за счет активации Nrf2. В частности, аналог A2, идентифицированный в этом исследовании, является мощным активатором Nrf2 и, как предполагается, обладает сильным антиоксидантным действием. Мы думаем, что это соединение может быть новым дофаминергическим нейропротекторным агентом для лечения болезни Паркинсона, а также может быть использовано для лечения других заболеваний, вызванных окислительным стрессом, таких как заболевания печени и почек."
Это исследование было размещено в сети в Cells 3 мая 2021 года.