Фуллерены помогут восстановить нарушения памяти - Непознанное

Фуллерены помогут восстановить нарушения памяти

Эксперименты исследователей из института теоретической и экспериментальной медицины в Пущино дают надежду, что фуллерены помогут людям с нарушениями формирования долговременой памяти.

Углеродные нанотрубки и фуллерены могут защищать здоровье людей не только "пассивно" (например, в системах очистки воды ), но и "активно" ( например, их можно использовать для борьбы с вирусом гриппа). О высоком потенциале фуллеренов для использования в медицине и биологии ученые заговорили практически с момента их открытия. Молекула фуллерена обладает высокой химической активностью благодаря большому числу свободных связей, способных присоединять различные радикалы, в том числе биологически активные. Однако исходные фуллерены C60 растворимы лишь в небольшом числе органических растворителей, что затрудняет их введение в живой организм. Для получения водорастворимых форм к фуллеренам добавляют функциональные группы. Водорастворимые производные фуллеренов (например, карбоксифуллерены) демонстрируют высокую (в ряде случаев - уникальную) антиоксидантную активностью. Также фуллерены способны защищать нейроны от апоптоза (запрограммированной клеточной гибели), что позволяет прогнозировать возможность их использования для лечения различных нейродегенеративных заболеваний, таких как склероз и паркинсонизм.

Известно, что при многих заболеваниях головного мозга (болезнь Альцгеймера, атеросклероз сосудов мозга, черепно-мозговые травмы) нарушается процесс регистрации и хранения информации в долговременной памяти. Один из наиболее хорошо изученных механизмов нарушения формирования долговременной памяти - подавление синтеза белка в головном мозге. Кроме того, большие дозы блокаторов (ингибиторов) синтеза белка приводят к гибели нейронов. Ученые института теоретической и экспериментальной медицины РАН поставили перед собой задачу выяснить, могут ли фуллерены предупреждать эти нарушения. В своих исследованиях они использовали водорастворимый аддукт фуллерена C₆₀ с поливинилпирролидоном (C₆₀/ПВП). Ранее российские ученые обнаружили антивирусную активность подобных комплексов, сопоставимую с активностью известного антигриппозного препарата ремантадина.

Фуллерены и их производные вводили в гипокамм (часть головного мозга, повреждение которой нарушают процесс формирования долговременной памяти) крыс. Опыты проводили на крысах, которые должны были научиться находить невидимую платформу в бассейне с непрозрачной водой (крыса могла выжить, только забравшись на нее). Обучение проводили в одном опытном сеансе из шести проб. Крысу помещали в один и тот же сектор бассейна. В первой пробе крысы находили платформу случайно, стараясь спастись из воды. В последующих пробах они начинали использовать найденные в предыдущем опыте ориентиры уже в лабораторном помещении, и время поиска платформы за шесть проб сокращалось в 10 раз. Через 24 часа сеанс повторяли; крысы находили платформу в 2-3 раза быстрее, чем в первом сеансе, то есть сохраняли в памяти информацию о ее местоположении.

Затем у крыс вызывали нарушение памяти введением в боковые желудочки мозга высокие дозы циклогексимида - ингибитора синтеза белка. Ингибитор вводили за три часа до начала эксперимента, в результате синтез белка подавляли более чем на 90 % в течение 4 часов. В этом случае у крыс не сохранялась приобретенная информации (время реакции спасения из воды для первого и второго сеансов было одинаковым). А вот крысы, которым за час до инъекции циклогексимида вводили препарат фуллерена (аддукт C60 с ПВП), показали нормальную обучаемость и сохранение приобретенного навыка. Таким образом, результаты экспериментов показывают, что препараты на основе фуллерена способны предупреждать нарушение формирования долговременной памяти у млекопитающих, вызванные ингибитором синтеза белка.