Сотрудники Лаборатории ультраструктурных исследований НИИ клинической и экспериментальной лимфологии — филиала ИЦиГ СО РАН обнаружили благоприятное воздействие карбоната лития на головной мозг лабораторных животных с опухолевым ростом.

Эксперименты показали, что использование карбоната лития предотвращает развитие тревожно-депрессивного поведения и нарушение структуры нейронов головного мозга у животных с опухолевым ростом. Таким образом, литий может быть использован в комплексной терапии онкозаболеваний.

Известно, что депрессивные состояния являются частыми осложнениями у людей с онкологическими заболеваниями. В научной литературе есть данные о том, что депрессией страдает каждый десятый онкобольной. Депрессия развивается не только из-за тяжёлого эмоционального состояния пациента, но имеет и биологические причины. Опухоль в процессе своего развития продуцирует различные биологические активные вещества, в том числе цитокины, которые могут влиять на структуру и функцию нейронов. В результате страдает когнитивная функция организма и может развиваться депрессия.

Научные сотрудники Лаборатории ультраструктурных исследований НИИКЭЛ решили проверить эти данные на лабораторных животных. Поведенческие тесты показали, что животные с развитием опухоли становились менее подвижными и более пассивными, у них проявлялись признаки тревожно-депрессивного поведения. Исследование структуры нейронов выявило деструкцию внутриклеточных органелл и нарушение процесса аутофагии, направленного на поддержание нормального функционирования клетки. В префронтальной коре головного мозга животных снижалась экспрессия нейротрофического фактора BDNF, необходимого для выживания и функции нейронов, уменьшалась плотность синаптических везикул и синапсов (связей, которые отвечают за ассоциацию нейронов и передачу нервного импульса).

Одновременно с этими экспериментами в лаборатории проходило исследование биологических эффектов карбоната лития в качестве противоопухолевого агента. Было известно, что литий оказывает и нейропротективное действие. Но данных о его воздействии на нервные клетки именно животных с опухолью до сих пор не было. Учёные решили оценить влияние этого препарата и на структуру мозга.

Введение карбоната лития оказало корригирующее действие как на поведение животных, так и на структуру нейронов префронтальной коры головного мозга. Больные животные после получения препарата демонстрировали такое же поведение, как и мыши контрольной группы без опухолевого роста. В структуре нейронов развивалась аутофагия, благодаря которой удалялись поврежденные органеллы. В коре головного мозга животных увеличилось количество межнейронных синапсов. Кроме того, возросла концентрация нейротрофического фактора BDNF и интерлейкина-4, обладающего противовоспалительными свойствами.

Таким образом, учёные убедились, что введение карбоната лития приводит к коррекции поведения и структуры нейронов у животных с опухолевым ростом. Исследование НИИКЭЛ показало, что карбонат лития положительно действует и на противоопухолевый процесс, и на активность нейронов у животных с опухолью.

Полученные данные могут стать основой для разработки технологий нейропротективной терапии, направленной на устранение повреждений клеток мозга.

«Внедрение новых молекулярных маркеров диагностики, инновационных методов в хирургии и таргетной терапии обусловили увеличение продолжительности жизни при ранее неизлечимых формах онкопатологии. В настоящее время одной из проблем в данной области является улучшение качества жизни онкологических больных», — рассказала руководитель Лаборатории ультраструктурных исследований НИИКЭЛ профессор д. б. н. Наталия Петровна Бгатова.

Сейчас препараты лития используются, прежде всего, для лечения маниакальных фаз биполярного расстройства. Ученые активно исследуют его противоопухолевую активность. Однако препарат имеет серьёзные ограничения для использования. Из-за токсического влияния на почки важно постоянно проверять концентрацию препарата в крови, что пациент не всегда может сделать.

В качестве альтернативы сотрудники НИИКЭЛ рассматривают возможность создания препарата на основе цитрата лития. Он менее токсичен, чем карбонат лития, и лучше усваивается организмом.

Литий широко использовался в медицине с XIX века. Однако во второй половине XX века интерес к нему был потерян из-за высокой токсичности препарата. В настоящее время интерес к литию возвращается. Учёные разных стран ищут способы использовать препарат, избегая его токсического эффекта.

Источник: пресс-служба Института цитологии и генетики СО РАН.