Институт ВНД и НФ РАН представил новое исследование, опровергающее классические представления: временная нехватка пищи не вредит нейронам, а, наоборот, повышает их устойчивость к разрушению. Секрет кроется в активации аутофагии и секреции защитных нановезикул, которые передают сигнал о выживании между клетками. Сотрудники института продолжают многолетнюю работу по выяснению защитных механизмов, удерживающих нейроны от гибели в разных ситуациях.
Недавно вышедшая статья в Molecular Neurobiology показывает новые ранее неизвестные особенности физиологии нейрона. Оказывается, кратковременное лишение (депривация) питательных веществ повышает устойчивость нейронов в первичной культуре к глутаматной эксайтотоксичности и одновременно стимулирует выделение внеклеточных везикул с нейропротекторными свойствами. Достаточно 3–3,5-часовой депривации питательных веществ для того, чтобы повысить выживаемость нейронов после воздействия глутамата на 30-40 процентов. Эффект неотличим от действия на клетки рапамицина – хорошо известного ингибитора протеинкиназы mTORC1. Депривация также подавляла сигнальный путь Akt–mTORC1 и снижала уровень p62/SQSTM1, что подтверждает вовлечение аутофагии в процесс выработки устойчивости нейронов. Одной из самых интересных находок работы стало выяснение роли внеклеточных везикул, секретируемых нейронами при депривации питательной среды. Оказывается, нейроны, подвергшиеся депривации, выделяли в культуральную среду внеклеточные везикулы размером около 100 нм. После добавления этих везикул к интактным нейронам у этих нейронов повышалась устойчивость к последующему токсическому действию глутамата. Везикулы, выделенные нейронами в обычных условиях, такого эффекта не оказывали. В нейронах-реципиентах после обработки везикулами повышались уровни общего и фосфорилированного Akt, что предполагает активацию или усиление сигнальных механизмов выживания. Таким образом, кратковременная депривация питательной среды запускает два взаимодополняющих механизма нейропротекции: внутриклеточный — подавление mTORC1 и перестройка связанных с этим процессов и межклеточный — секрецию внеклеточных везикул, передающих соседним нейронам защитный сигнал, вероятно связанный с Akt.