Vědci ze Švýcarského federálního technologického institutu v Lausanne (EPFL) zjistili, že existující lék používaný mimo jiné k léčbě rakoviny také podle všeho zlepšuje paměť. Jejich testy na myších ukazují, že mechanismus, jakým lék funguje, spočívá v zapínání genů spojených s plasticitou mozku.
Lék, o kterém je řeč, patří mezi inhibitory histonových deacetylas (HDACi). Histon deacetylasy jsou enzymy, které modifikují histonové proteiny, na kterých je v buňkách namotaná DNA. Tyto modifikace pal ovlivňují úroveň genové exprese z daného úseku DNA. Inhibitory histonových deacetylas se používají jako léčiva, zejména v nádorové medicíně. Léčivo zkoumané v rámci studie se nazývá CI-994 a podává se jako podpůrný přípravek při chemoterapii, čímž se zlepšuje účinnost léčby rakoviny.
Výzkum byl publikován v časopise PNAS.
Nicméně existují také studie naznačují, že tento lék působí také jako kognitivní zesilovač u zvířat (přípravek zlepšující kognitivní schopnosti, tj. poznávací schopnosti mozku). Dosud se však netušilo, jaký přesný mechanismus za tím stojí.
A tak se mezinárodní tým vědců z EPFL zaměřil právě na toto. V rámci standardně používaného testu asociativní paměti výzkumníci použili kontextovou metodu podmiňování strachu, aby naučili myši bát se určitého spouštěče. Když myším byla podána látka CI-994, jejich paměťová kapacita pro daný úkol se zdvojnásobila ve srovnání s myšmi, které se učily bez léku.
Následně se vědci zaměřili na konkrétní mechanismus. Tým se zaměřil na hypotézu, že HDACi fungují jako kognitivní zesilovače díky tzv. kognitivnímu epigenetickému primingu – děj, kdy se vlivem určitých faktorů kompaktně sbalená DNA rozvolní a stane se tak přístupná pro transkripční mašinerii, která nastartuje genovou expresi. Histonové deacetylasy obvykle vedou ke zvýšení kompaktnosti, pokud se tak aplikují jejich inhibitory, kompaktnost DNA se sníží a úroveň genové exprese se zvýší. V tomto případě se změny týkají oblastí DNA, které nesou geny spojené s učením a pamětí.
Analýzou RNA produkované v mozkových buňkách vědci zjistili, že lék skutečně působí na expresi specifických genů, které řídí synaptickou plasticitu, tedy proces, který umožňuje neuronům vytvářet silnější spojení, čímž zlepšují paměť a učení. Následně vědci ukázali, že u těchto klíčových genů látka CI-994 vyvolávala snížení kompaktnosti DNA navázané na histony – jinými slovy indukovala rozvolnění DNA, které usnadňuje její expresi.
„Lék podporuje pouze velmi specifické geny – ty, které jsou zapojeny do učení. Naopak neovlivňuje jiné geny – například geny, které by mohly způsobit nežádoucí vedlejší účinky,“ vysvětluje Johannes Gräff, který tým vědců ze Švýcarska, Francie a Španělska vedl.
Pochopení toho, jak HDACi fungují, je důležité pro jejich potenciální využití pro zlepšování paměti a učení u lidí. Výhodou látky CI-994 je, že již byla pro použití u lidí schválena, neboť, jak již bylo řečeno, je již nějakou dobu využívána v nádorové medicíně. Bezpečnost této látky je tak již ověřena a proces jejího přizpůsobení pro nové účely tak může být výrazně rychlejší. Mimo to již nyní probíhají dvě další klinické studie, které zkoumají použití léku pro zlepšení paměti u pacientů s Alzheimerovou chorobou a jakožto podpůrnou látku pomáhající odnaučit se strachu z pavouků.
Originální publikace: PNAS (impact factor: 11,2)
Zdroj: New Atlas
Zdroj titulního obrázku: Shopify Partners, Burst
Další články na CZECHSIGHT na téma mozek:
Kristina Hakenová
Kristina Hakenová
Petr Kašík
Vstup do diskuze