К какой болезни иммунитет у акулы

Колючие акулы, которые известны как катраны (морские собаки), и повсеместно продаются за рубежом как рыба в фастфуде, оказывается, содержат мощнейший природный стероид.

Он способен бороться с токсинами в организме человека, оказывая влияние на успешное лечение шизофрении, болезни Альцгеймера, Паркинсона и некоторых форм слабоумия. Об этом сообщили результаты нового революционного исследования накануне 2017 года.

Оказалось, что в борьбе с этими распространёнными заболеваниями может помочь стероидный антибиотик скваламин, который вырабатывает организм акулы катран.

Результаты нового исследования скваламина были проведены международной группой учёных и изложены в «Трудах Национальной Академии Наук» (PNAS, Proceedings of the National Academy of Sciences).

Исследование проводилось под руководством экспертов из Центра по амилоидным заболеваниям химического факультета Кембриджского университета в Великобритании, а также учёных из Джорджтаунского университета и национальных институтов здравоохранения в США.

К масштабной работе были привлечены также учёные из Нидерландов, Италии и Испании.

Что такое скваламин? В чём его польза?

Скваламин — натуральное вещество, продемонстрировавшее в ходе клинических испытаний противоопухолевые и противоинфекционные свойства.

Это вещество естественного происхождения способствует блокировке молекулярной основы патогенных новообразований, что лежат в основе болезней Альцгеймера и Паркинсона, а также подавлению токсичных продуктов их жизнедеятельности.

Полученные результаты исследования, хоть и предварительные, предполагают, что соединение, называемое скваламином, может быть использовано различными способами в качестве основы для лечения болезни Паркинсона и различных форм слабоумия у людей.

Соединение ранее было проверено в клинических испытаниях препаратов против рака и заболеваний глаз в Соединённых Штатах.

Стероидное соединение скваламин впервые было обнаружено в 1990-х годах в чёрных собачьих акулах. Однако его невозможно получить в оригинальной формуле никоим другим путём, кроме как из тела акулы.

Такой биоматериал признан более безопасным и надёжным, нежели ряд синтетических аналогов. На сегодняшний день скваламин широко исследуется в качестве потенциального средства для антиинфекционной и противоопухолевой терапии.

Но в новом исследовании биологи обнаружили, что скваламин также резко тормозит раннее образование токсичных агрегатов белка альфа-синуклеина, который служит катализатором развития шизофрении и других форм заболеваний мозга.

Примечательно, что скваламин может также подавить и токсичность этих ядовитых частиц, существенно облегчив жизнь поражённого болезнью человека.

Исследователи протестировали данный стероид в двух клеточных культурах: в лаборатории и в животной модели с использованием червей нематодов. Описанные в отчёте результаты представляют собой значительный прогресс в области медицины, которая сделала большой шаг в направлении лечения болезни Паркинсона в организме человека.

Профессор Кристофер Добсон, который является одним из авторов, работает на кафедре химии в университете Кембриджа.

Мы нашли доказательства того, что скваламин не только замедляет образование токсинов, связанных с болезнью Паркинсона, но и делает их менее токсичными в целом, — заявил он.

Если дальнейшие испытания окажутся успешными, то вполне возможно, что лекарства смогут лечить многочисленные симптомы поражения мозга человека. Тогда мы сможем постепенно улучшить и усилить эффект скваламина.

Микеле Вендрусколо, профессор кафедры химии Кембриджского университета и соавтор исследования, добавил:

Это обнадёживающий шаг вперёд в наших усилиях — обнаружить действенные лекарственные вещества. Скваламин способен помешать альфа-синуклеинам вывести иммунную систему из строя путём защиты липидной мембраны клетки.

Если и есть способы победить болезнь Паркинсона, то это как раз то, что может сработать!

Акулы индустрии здоровья

Европейские и американские фармацевтические компании с большой радостью восприняли революционное открытие учёных.

Акульи антитела становятся незаменимым помощником в борьбе с современными болезнями человечества, — заявили датские производители лекарств. — Одна из самых больших проблем в нейробиологии наконец-то стала разрешимой.

Теперь мы сможем сосредоточиться на эффективном лечении заболеваний головного мозга, таких как шизофрения, болезни Альцгеймера и Паркинсона, а также помогать пациентам быстрее справляться с депрессией.

По мнению специалистов, натуральные стероидные соединения, выявленные у акул, помогут разработать действенные терапевтические препараты, которые преодолевают гематоэнцефалический барьер.

Барьер представляет собой слой клеток вокруг кровеносных сосудов мозга, который защищает самый важный орган человека от токсинов.

На текущий момент пациенты должны либо принимать большое количество препаратов в значительных дозировках, чтобы молекулы лекарственных веществ могли попадать в поражённый участок через кровяной барьер, или же препараты должны быть доставлены с помощью других способов, таких как прямая инъекция в мозг.

И вот, 15 января 2017 года представителями медицинской компании Global Pharmaceuticals было сделано заявление:

Мы провели серию научных экспериментов и опытов на мышах. В ходе работы мы обнаружили, что терапевтические белковые соединения могут прикрепляться к антителам акулы, которые полноценно выступают в качестве переносчиков, позволяя преодолевать естественный заслон человеческого иммунитета.

Ким Андерсен, старший вице-президент и руководитель отдела исследований фармацевтической фирмы Lundbeck, отметил, что впервые в лечении людей будет использоваться опыт, насчитывающий 400 млн. лет эволюции природы, так как акулы — самые первые на планете существа, применяющие выработку антител для лечения собственного организма.

Фрэнк Уолш, основатель и главный исполнительный директор медицинской корпорации Ossianix, добавил, что клинические испытания на людях могут начаться в течение 2 лет, и в случае успеха панацея от известных болезней может быть предоставлена пациентам в течение следующего десятилетия.

Я надеюсь, что открытие можно будет использовать с целью устранения ущерба, нанесённого организму человека некоторыми сложноизлечимыми заболеваниями, такими как болезнь Альцгеймера и болезнь Паркинсона, — пояснил Уолш.

Ключевым свойством антител акулы являются их небольшие габариты — одна десятая от размера обычного антитела.

Я могу сравнить их с «троянским конём», который после прививки с терапевтическими антителами, позволяет им пересечь иммунный заслон, считавшийся ранее непроницаемым. Это позволит доставить в мозг необходимые лекарства и обезболивающие в гораздо более высоких концентрациях.

Текущая работа с акульим скваламином происходит на фоне многочисленных неудач в сфере разработки действенных методов лечения болезни Альцгеймера.

Суть нового исследования скваламина акул

Исследования проводились во главе с доктором Майклом Засловым, профессором хирургии и педиатрии Джорджтаунского университета в США.

Он обнаружил скваламин ещё в 1993 году, и с тех пор вёл обширную работу, исследуя его потенциал в качестве средства для лечения заболеваний, включая даже рак.

В новом исследовании учёные исследовали способность скваламина вытеснять альфа-синуклеины с мембран клеток – явление, которое впервые наблюдалось в лаборатории.

Это свойство имеет важные последствия для лечения болезни Паркинсона, потому что альфа-синуклеин работает путём связывания с мембранами крошечных, похожих на пузырьки, структур, называемых синаптическими пузырьками, которые помогают в обмене нейротрансмиттеров между нейронами.

В здоровом состоянии протеин способствует эффективному потоку химических сигналов, но в некоторых случаях сбой работы иммунной системы ведёт к тому, что белок начинает группироваться, создавая токсичные частицы, разрушающие клетки мозга. Эти кластеры являются признаком болезни Паркинсона.

(Известно, что белок альфа-синуклеин скапливается в нервных окончаниях, нарушая их работу и постепенно убивая клетки.)

Исследователи провели серию экспериментов, в которых анализировали взаимодействие между скваламином, альфа-синуклеинами и липосомами (искусственно создаваемые липидные везикулы ( пузырьки)).

Они опирались на предыдущие работы учёных из Кембриджа, которые доказали важную роль пузырьков в инициации агрегации (группировке белков).

Исследователи неожиданно обнаружили, что скваламин препятствует агрегации белков, конкурируя за места связывания на поверхности синтетических везикул. И вытеснение белка, таким образом, значительно снижает скорость образования токсичных частиц.

Дальнейшие испытания, проведённые с нейронными клетками человека, выявили ещё один ключевой фактор – скваламин также подавляет токсичность этих частиц.

Испытание акульего скваламина в лаборатории

Для нового исследования ведущие авторы Мишель Перни, Майкл Заслов и их группа генетически запрограммировали нематоды червя (популярная биологическая модель для исследовательских проектов), чтобы воспроизвести в них белок альфа-синуклеин.

Скопление этого белка приводит к болезни Паркинсона — недугом, которым страдал и от которого умер известный американский актёр Робин Уильямс.

Мы протестировали влияние скваламина в животной модели на болезнь Паркинсона с помощью червей-нематодов, — заявил Майкл Заслов.

Исследования показали, что агрегации альфа-синуклеина приводили к параличу, но скваламин активно предотвращал их действие.

Впервые мы обнаружили, что пероральное лечение скваламином не позволяет альфа-синуклеинам собираться в кластер и фактически предотвращает паралич мышц внутри червя.

Заслов пояснил, что альфа-синуклеин притягивается к отрицательно заряженной клеточной поверхности. Скваламины — положительно заряженные молекулы, — притягиваются этими же поверхностями, например, в нервных клетках.

Для людей с болезнями Паркинсона и Альцгеймера крошечные пузырьки, расположенные на нервных окончаниях, покрываются белком, поэтому они не могут взаимодействовать с другими клетками, и в итоге — слипаются.

Подобно тому, как разрастаются крошечные кустики, растут белковые наросты, в силу чего функция нерва нарушается, что в итоге приводит к гибели всей клетки.

Учёные доказали, как скваламин может вытеснить опасный белок из нервных клеток. Даже если некоторые мелкие комочки успели сформироваться, то нормальная здоровая клетка может их естественным образом «расщепить и переварить», делая это эффективно до тех пор, «пока система утилизации мусора не нарушится».

Но во время перегрузки массовые накопления им одолеть не под силу.

Это именно то, что случилось с группой червей нематодов. Для тех, кому не подсадили скваламин, повреждения клеток стали роковыми. Далее следовал паралич.

Но черви с искусственно внедрённым скваламином оказались в состоянии самостоятельно предотвратить кластеризацию белков, избежав заболевания.

Специально выведенных червей, вырабатывающих повышенное количество альфа-синуклеина, по мере его накопления всё больше сковывал мышечный паралич, но введение скваламина предотвратило этот процесс, — резюмировали учёные в отчёте.

Смотреть видео — подопытные нематоды (круглые черви):

Дальнейшие шаги учёных

Совместные научные результаты предполагают, что скваламин может быть использован в качестве основы лечения болезней Паркинсона, Альцгеймера и различных форм шизофрении.

Учёный Заслов заверяет, что теперь биологи планируют клинические испытания на пациентах с болезнью Паркинсона в США. Однако, дальнейшие исследования необходимы, чтобы определить, какие конкретные преимущества скваламин будет иметь, и в какой форме люди смогут принимать полученное лекарство.

В частности, пока не ясно, будет ли скваламин достигать определённых областей мозга, где проходят главные молекулярные процессы, определяющие суть болезни мозга.

Итак, скваламин дал нам зацепку; далее специалистам предстоит узнать, как грамотно ею воспользоваться, чтобы преуспеть в лечении тяжелейших заболеваний века, — заключил учёный.

Исследователи добавили, что в более ранних трудах было выяснено, что болезнь Паркинсона может зарождаться в кишечнике человека, и только после этого проникать в мозг: у значительного количества пациентов наблюдались сложности с желудочно-кишечным трактом ещё до проявления симптомов Паркинсона.

Клиническое испытание препарата на основе скваламина, которое планируется провести в середине 2017 года, будет сосредоточенно именно на этой гипотезе: эксперты хотят понять, как скваламин повлияет на работу ЖКТ и, соответственно, на развитие болезни.

Дополнительная сложность связана с тем, что мы пока не знаем, как на новый препарат отреагирует периферическая нервная система, которую также затрагивает эта современная болезнь, рассказывают биологи.

Во многих отношениях скваламин даёт нам весомое преимущество, но не окончательное решение проблемы.

Искусственный скваламин

В более ранних исследованиях Майкл Заслов с коллегами обнаружил скваламин в акулах и определил, что стероид обладает антимикробными и противоопухолевыми свойствами. Затем исследователи определили его химическую структуру и изобрели способ синтезирования из растительного компонента.

Синтезированный стероид значительно похож на молекулу акулы, хоть и уступает ей в некоторых свойствах, – объясняет учёный.

Вещество представляет собой белый порошок. Его будут вводить в организм человека в виде таблеток в клинических испытаниях.

Майкл Заслов — профессор хирургии и педиатрии в школе медицины Джорджтаунского университета, а также научный руководитель Джорджтаунского Института трансплантации. Он изучает акул катран более двух десятилетий, утверждая, что они могут жить до 100 лет.

Исследователи предполагают, что у этого вида акулы — самый длинный период беременности: от 18 до 24 месяцев.

Одна из причин долголетия заключается в том, что акула является удивительно устойчивой к инфекциям и злокачественным опухолям, несмотря на примитивную иммунную систему, — поясняют эксперты.

Мы уже давно предполагали, что акулы умеют продуцировать такие эффективные защитные соединения, успешно это делая в течение 400 миллионов лет.

Скваламин успешно защищает акул от вирусов, атакующих печень и кровь. Их долголетие также связывают с наличием этого антибиотика в организме.

Иммунитет акулы против человеческих болезней

Доктор Лорен Смит, канадский иммунолог, защитившая докторскую степень в области морской биологии, специализируется на исследованиях акул. Она заключила, что акулы обладают двумя типами иммунитета.

Первый называется естественным или врождённым иммунитетом. Он обеспечивает первый тип защиты от вторжения патогенных микроорганизмов, которые вызывают заболевания (бактерии или вирусы).

Клетки, задействованные в естественных иммунных процессах, реагируют на возбудителей также, как и у всех животных и растений.

Отличительной особенностью акул является тот фактор, что они, с точки зрения эволюции, — самая древняя группа животных, которая за миллионы лет своего существования развила в себе второй тип иммунитета, адаптивный.

Благодаря ему иммунологическая память преобразуется после первоначального воздействия инфекционного патогена. Если возбудитель встречается снова, иммунная система способна распознать и атаковать его гораздо быстрее и эффективнее.

Этот тип иммунитета является основой вакцинации.

Неудивительно, почему акулы не страдают болезнью Паркинсона или схожими заболеваниями мозга, производя скваламин для нужд иммунитета в значительных количествах, — поясняет Лорен Смит.

Ведь он эффективно борется с бактериями, грибками, вирусами и паразитами, защищая акулу от заразных агентов, которые сопровождают еду, которую некоторые виды морских хищниц глотают без разбору.

Международная исследовательская группа установила, что скваламин может защитить здоровые нервные клетки человека от повреждения в результате воздействия образующихся токсичных масс.

Дальнейшие исследования будут направлены на изучение свойств скваламина и поиск возможности его применения в медицине.

Уничтожить акул ради спасения людей?

Сразу после публикации сенсационного открытия учёные призвали экологов уделить повышенное внимание к виду колючих акул, опасаясь, что научная находка существенно повысит их нелегальный промысел.

Концентрация скваламина в тканях колючих акул, включая печень, весьма небольшая, — сделали заявление учёные.

Мы опасаемся, что промысловая деятельность в Азии активизируется после публикации результатов исследования, и промысловики откроют охоту на акул.

Акулье мясо широко используется в пищу во многих странах мира, особенно в азиатском регионе, а в последние годы набирает обороты тенденция использования акулятины в фастфуде.

В дополнение к этому, акула катран является желанным объектом спортивного и любительского рыболовства.

Таким образом, опасения по поводу отлова и потребления этой акулы в пищу человеком возросли ещё больше. Ранее вид этого хищника был причислен к числу уязвимых по версии Международного союза охраны природы (МСОП).

Но теперь катрана убрали из списка охраняемых, потому как свойства рыбы оказались невероятно полезными для человечества.

Выходит, некоторым видам акул придётся исчезнуть, чтобы люди смогли извлечь из них выгоду?

Смотреть видео — промысел и мясное производство акулы катран: