Лекарство от диабета активирует стволовые клетки мозга, но только у женщин

Ученые обнаружили, что метформин, лекарство от диабета, в присутствии женского гормона эстрадиола может активировать стволовые клетки для восстановления мозга.

Более сложные, чем у мужчин, процессы в женском организме стали причиной ложного суждения о том, что колеблющийся уровень гормонов мешает получению точных данных. Поэтому десятилетиями самки животных исключались из исследований.

Однако новое исследование ученых из Торонто показывает, что женский половой гормон играет ключевую роль в содействии восстановлению мозга и открывает путь к разработке более эффективных методов лечения.

Группа исследователей во главе с профессором Синди Морсхед (Cindi Morshead) из Центра клеточных и биомолекулярных исследований им. Доннелли (Donnelly Centre for Cellular and Biomolecular Research), установила, что метформин, широко используемый препарат для лечения диабета, способствует восстановлению мозга при помощи стволовых клеток у взрослых женщин и зависит от полового гормона эстрадиола.

Их выводы описаны в статье, опубликованной в выпуске журнала Science Advances от 11 сентября 2019 года.

Данная работа основана на предыдущем исследовании в сотрудничестве с группой Фриды Миллер (Freda Miller) из Детской Больницы (Hospital for Sick Children, SickKids) в Торонто, которая искала лечение детской травмы головного мозга. Она обнаружила, что широко назначаемый препарат метформин может стимулировать восстановление мозга и улучшать двигательную функцию у новорожденных мышей, перенесших инсульт. Метформин активирует в головном мозге стволовые клетки, способные самообновляться и давать начало различным типам нейронов, заменяя клетки, погибшие в результате повреждения.

Поскольку травма головного мозга в раннем возрасте может привести к когнитивным проблемам на протяжении всей жизни, в новой работе исследователи хотели выяснить, способствует ли метформин также восстановлению когнитивных функций.

Аспирантка Ребекка Радди (Rebecca Ruddy) искусственно спровоцировала инсульт у новорожденных мышей, которые после этого получали ежедневную дозу метформина. Со временем животные прошли тест-головоломку, который измерял уровни обучения и памяти.

Команда исследователей обнаружила, что лекарство от диабета способствует восстановлению мозга лишь у самок, но не у самцов.

Учёные определили, что метформин активировал нервные стволовые клетки в мозге и способствовал восстановлению когнитивных функций. Но данные также показали нечто неожиданное. Метформин не влиял на всех животных одинаково. Он срабатывал только у взрослых самок.

«Когда мы впервые взглянули на данные, мы не увидели пользы от лечения метформином», — говорит Морсхед. «Затем мы заметили, что у взрослых самок, как правило, результаты гораздо лучше, чем у самцов».

При ближайшем рассмотрении выяснилось, что метформин избирательно активировал нервные стволовые клетки взрослых самок, не оказывая влияния на самцов. Оказалось, что это связано с женским половым гормоном эстрадиолом, который каким-то образом повышает способность стволовых клеток реагировать на метформин. И наоборот, мужской гормон тестостерон, по-видимому, ингибирует данный процесс. Когда у самок мышей удаляли яичники и эстрадиол отсутствовал, стволовые клетки не реагировали на лечение метформином.

В настоящее время учёные предпочитают использовать самцов подопытных животных в исследованиях, поскольку полагают, что получаемые в ходе экспериментов данные могут быть искажены у женских особей.

«Мы собирались изучать самцов, потому что всё, что вам нужно знать, находится в мужском мозге, а гормоны в женском мозге всё усложняют», — говорит Морсхед. «Это было большой ошибкой и препятствовало поиску лечения неврологических заболеваний».

Так как исследования на животных переносятся в дальнейшем на пациентов, предвзятость в выборе пола, как полагают, привела к неудачным клиническим испытаниям, неправильной диагностике и неподходящей терапии для женщин, как подчеркивается в недавней статье в Science.

На сегодняшний день метформин тестируется на пациентах в качестве лекарственного средства для восстановления головного мозга у детей, перенесших черепно-мозговую травму, в небольшом исследовании, проводимом в SickKids. Хотя нынешняя выборка пациентов слишком мала, чтобы обнаружить влияние половой принадлежности на какие-либо эффекты, учёные планируют увеличить количество пациентов, чтобы увидеть, играет ли роль пол при получении результатов лечения у людей, сказала Морсхед.