Прорыв в области болезни Альцгеймера: ученые связывают добавки NAD+ со снижением биомаркеров в мозге

Исследователи из Университета штата Делавэр и Национального института старения обнаружили, что никотинамид рибозид, пищевая добавка естественного происхождения, может проникать в мозг и изменять метаболизм соответствующих биологических путей, участвующих в развитии нейродегенеративных заболеваний, таких как болезнь Альцгеймера. Это открытие, сделанное Кристофером Мартенсом и доктором Димитриосом Капогианнисом, имеет большое значение, поскольку впервые определено влияние никотинамида рибозида на мозг.

Впервые исследователи из Колледжа медицинских наук Университета Делавэра совместно с сотрудниками Национального института старения (подразделение Национального института здоровья) установили, что пищевая добавка природного происхождения — никотинамид рибозид (NR) — может проникать в мозг.

Это открытие было сделано Кристофером Мартенсом, доцентом кафедры кинезиологии и прикладной физиологии, директором Делавэрского центра исследований когнитивного старения, и доктором Димитриосом Капогианнисом, старшим научным сотрудником Национального института старения. Результаты исследования имеют большое значение, поскольку подтверждают идею о том, что NR, попадая в мозг, может изменять метаболизм соответствующих биологических путей, вовлеченных в нейродегенеративные заболевания, такие как болезнь Альцгеймера. Их работа, поддержанная грантом NIH и частично Программой интрамуральных исследований Национального института старения NIH, была недавно опубликована в журнале Aging Cell.

При потреблении NR легко превращается в никотинамид аденин-динуклеотид (NAD+), который играет важную роль в восстановлении клеток и поврежденной ДНК.

«С возрастом или при развитии хронических заболеваний NAD+ постепенно теряется. Потеря NAD+ связана с ожирением и другими негативными привычками образа жизни, такими как курение», — говорит Мартенс. «Поскольку для борьбы с этими негативными последствиями требуется большее количество NAD+, то при негативных привычках образа жизни он, скорее всего, будет истощен».

Мартенс изучает это соединение с тех пор, как стал постдокторантом в Университете Колорадо в Боулдере. В первом исследовании он обнаружил, что уровень NAD+ может повышаться в крови при приеме NR, но не было ясно, может ли он достигать других тканей организма.

«У нас были некоторые предварительные признаки эффективности, в том числе снижение артериального давления у людей, у которых оно было изначально высоким», — сказал он. «Но до сих пор было неизвестно, достигает ли NR таких целевых органов, как мозг, чтобы оказать реальный терапевтический эффект».

Измерить уровень NAD+ в мозге человека довольно сложно. Существуют новые методики, включающие магнитно-резонансную томографию, но они дают лишь косвенный результат, дорогостоящи и сложны в исполнении. Вместо этого Мартенс и его коллеги измеряли уровень NAD+ непосредственно в крошечных частицах, называемых внеклеточными везикулами, которые образуются из нейронов и попадают в кровь. Эти внеклеточные везикулы могут служить передовыми биомаркерами заболеваний мозга на основе крови и служить «жидкой биопсией» нейронов, давая исследователям редкую возможность взглянуть на то, что находится внутри них.

«Каждая везикула имеет уникальную молекулярную подпись на своей поверхности, включая белки, которые дают подсказку о ее происхождении», — говорит Мартенс. «В нашем случае мы выбрали везикулы, содержащие маркеры, характерные для нейронов, и поэтому у нас есть уверенность в том, что измеренный в них NAD+ отражает то, что происходит в нейронах и, соответственно, в мозге».

Используя образцы из первого клинического испытания, исследователи установили, что через шесть недель уровень NAD+ в этих везикулах повысился.

«Когда уровень NAD+ повышается в этих везикулах, мы видим связь с некоторыми биомаркерами нейродегенеративных заболеваний», — сказал Мартенс. «В частности, у людей, у которых мы наблюдали увеличение содержания NAD+, мы также наблюдали изменения в таких биомаркерах, как амилоидная бета и тау, которые связаны с болезнью Альцгеймера«, — сказал Мартенс.

Мартенс и Капогианнис также обнаружили корреляцию между этими биомаркерами нейродегенеративных заболеваний и изменением уровня NAD+.

«Если уровень NAD+ сильно повышался, то, как правило, наблюдалось более значительное изменение некоторых биомаркеров заболевания», — сказал Мартенс. «Это говорит о том, что NAD+ не только попадает в мозг, но и, вероятно, оказывает определенное влияние на его метаболизм и многочисленные взаимосвязанные пути».

Некоторые из этих биомаркеров на основе крови могут быть использованы в дальнейшем для определения того, является ли истощение NAD+ причиной болезни Альцгеймера и других нейродегенеративных заболеваний. Возможно даже, что такие тесты станут более доступными для населения и будут проводиться на регулярной основе.

В ходе исследования Мартенс стремится определить, оказывает ли повышенное потребление NR еще больший эффект на людей с когнитивными нарушениями.

«Они приходят с когнитивными нарушениями и, как следствие, с большей вероятностью имеют накопление некоторых из этих биомаркеров в мозге, поэтому есть вероятность, что мы увидим большее снижение этих биомаркеров, поскольку в их клетках их больше», — сказал Мартенс.

Почти все препараты, предлагаемые на рынке для пациентов с болезнью Альцгеймера, оказывают лишь незначительное влияние на симптомы, но не останавливают в значительной степени прогрессирование болезни.

«В ходе нашего исследования мы измеряем маркеры когнитивных функций и другие показатели, связанные с функциональной независимостью и качеством жизни, но мы также надеемся получить некоторое представление о процессе, лежащем в основе заболевания», — сказал Мартенс. «Мы надеемся, что люди, принимающие NR, смогут сохранить свои функции».

Доказав его эффективность, Мартенс и Капогианнис собираются проверить, улучшает ли повышенное употребление NR познавательные способности и, в конечном счете, можно ли использовать его для замедления прогрессирования нейродегенеративных заболеваний.

«Мы были одними из первых, кто провел исследование хронического дозирования препарата на людях, и в результате на несколько лет оказались в авангарде этой области», — сказал Мартенс. «Сейчас мы находимся на переломном этапе, когда можем начать определять, увеличивается ли количество NAD+ и в других тканях, и, вероятно, именно там будет получен более важный сигнал с точки зрения разрешения заболевания».

Справка: «Пероральный прием никотинамида рибозида повышает уровень NAD+ и снижает уровень биомаркеров нейродегенеративной патологии в плазменных внеклеточных везикулах, обогащенных для нейронов» Майкл Вреонес, Майя Мустапич, Руин Моаддел, Кришна А. Пуча, Жаклин Ловетт, Дуглас Р. Силс, Димитриос Капогианнис и Кристофер Р. Мартенс, 14 декабря 2022 г., Aging Cell . DOI: 10.1111/acel.13754