Исследователи из медицинского колледжа Вейл Корнелл и институтов Гладстона нашли способ предотвратить потерю слуха у мышей, вызванную шумом, с помощью простого химического соединения, которое является предшественником витамина B3. Это открытие имеет важное значение не только для предотвращения потери слуха, но и потенциально для лечения некоторых связанных со старением состояний, связанных с одним и тем же белком.
Опубликованная сегодня в журнале Cell Metabolism, исследователи использовали химический никотинамид рибозид (NR) для защиты нервов, которые иннервируют улитку. Улитка передает звуковую информацию через эти нервы спиральному ганглию, который затем передает эти сообщения в мозг. Воздействие громкого шума повреждает синапсы, соединяющие нервы и волосковые клетки в улитке, что приводит к потере слуха, вызванной шумом.
Исследователи попытались предотвратить это повреждение нервов, дав мышам NR до или после воздействия громких звуков. NR успешно предотвращал повреждение синаптических связей, предотвращая как краткосрочную, так и долгосрочную потерю слуха. Более того, NR был одинаково эффективен независимо от того, применялся ли он до или после воздействия шума.
"Одним из основных ограничений в лечении заболеваний внутреннего уха, включая потерю слуха, является очень ограниченное количество вариантов лечения. Это открытие определяет уникальный путь и потенциальную лекарственную терапию для лечения потери слуха, вызванной шумом," говорит Кевин Браун, доктор медицинских наук, доцент кафедры отоларингологии, хирургии головы и шеи Медицинской школы Университета Северной Каролины и первый автор статьи. Браун проводил исследование в Weill Cornell.
Исследователи выбрали NR, потому что он является предшественником химического соединения никотинамидадениндинуклеотида (NAD +), которое ранее было показано доктором. Браун и соавтор Сэми Джеффри, доктор медицинских наук, по защите нервных клеток улитки от повреждений. Однако НАД + является нестабильным соединением, поэтому возникает вопрос, можно ли его использовать вне чашки Петри и на живом животном. Это побудило ученых использовать NR вместо.
Методы синтеза NR были недавно разработаны Энтони Сове, доктором философии, профессором фармакологии Weill Cornell и соавтором исследования. Это привело к количеству NR, достаточному для тестирования на животных.
"NR очень легко проникает в клетки и может абсорбироваться при пероральном приеме. Он обладает всеми свойствами, которые можно ожидать от лекарства, которое можно назначать людям," сказал доктор. Джеффри, профессор фармакологии в Weill Cornell.
Исследователи считают, что помимо предотвращения потери слуха результаты могут иметь более широкое применение из-за того, что NR защищает нервные клетки. Ученые показали, что NR и NAD + предотвращают потерю слуха за счет увеличения активности белка сиртуина 3 (SIRT3), который играет важную роль в работе митохондрий, электростанций клетки.
Исследователи предположили, что именно это усиление SIRT3 лежит в основе защитных свойств NR. Чтобы проверить это, они манипулировали уровнями SIRT3 независимо от NR, чтобы посмотреть, могут ли они предотвратить потерю слуха, вызванную шумом, путем введения NR. Разумеется, удаление гена SIRT3 у мышей отменяет любые защитные свойства NR. Исследователи также показали, что новая линия мышей, созданная в лаборатории соавтора Эрика Вердина, доктора медицины, в Институте Гладстона и сконструированная для экспрессии высоких уровней SIRT3, по своей природе была устойчивой к потере слуха, вызванной шумом, даже без администрация НР.
SIRT3 снижается естественным образом с возрастом, что частично может объяснить связанную со старением потерю слуха. Кроме того, некоторые люди несут разные версии генов SIRT3, которые приводят к снижению активности ферментов, что может сделать их более восприимчивыми к потере слуха, вызванной шумом.
Доктор. Вердин, исследователь из Института вирусологии и иммунологии Гладстона и профессор медицины Калифорнийского университета в Сан-Франциско, говорит:, "Успех этого исследования предполагает, что нацеливание на SIRT3 с использованием NR может быть жизнеспособной целью для лечения всех видов связанных со старением расстройств – не только потери слуха, но и метаболических синдромов, таких как ожирение, легочная гипертензия и даже диабет."