Ученые определили роль фермента, который имеет решающее значение для обмена веществ в организме, в развитии заболевания почек, открыв двери для новых методов профилактики и лечения этого все более распространенного, потенциально смертельного заболевания.
По данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), заболевание почек поднялось с 13-го места среди основных причин смерти до 10-го. В 2019 году от болезни почек умерло 1,3 миллиона человек, по сравнению с 813 000 в 2000 году. Но часто можно замедлить или остановить прогрессирование болезни почек до наступления почечной недостаточности, если ее обнаружить и лечить на ранней стадии.
Никотинамидадениндинуклеотид (NAD+) — это кофермент, молекула-помощник, присутствующая в каждой живой клетке. Помимо регуляции различных метаболических путей, он также участвует в репарации ДНК и функционировании иммунных клеток.
Это имеет решающее значение для поддержания метаболического гомеостаза (равновесия) за счет его воздействия на митохондрии, генераторы энергии клетки. Без достаточного уровня NAD+ наши клетки не смогли бы генерировать энергию, необходимую для выполнения их метаболических функций.
Клетки почечных канальцев требуют большого количества энергии, вырабатываемой митохондриями, для выполнения своей функции, реабсорбции основных питательных веществ и выделения отходов и токсинов. Когда митохондрии в этих клетках повреждаются, запускается воспалительная реакция, которая может привести к заболеванию почек, что приводит к накоплению жидкости, электролитов и отходов в организме.
Теперь исследователи использовали метаболомику — исследование малых молекул, обнаруженных в крови и моче — для картирования изменений метаболитов в почках здоровых и больных мышей и людей. Метаболиты представляют собой очень маленькие молекулы, образующиеся в процессе метаболизма; их измерение дает представление о состоянии здоровья человека. Это первый раз, когда человеческие образцы использовались в таких исследованиях.
Ученые сравнили образцы почек здоровой контрольной группы с образцами пациентов с диабетическим заболеванием почек или заболеванием почек, вызванным высоким кровяным давлением (гипертонией). Они обнаружили, что в больных почках уровни NAD+ были значительно ниже. Чтобы изучить механизм заболевания, лежащий в основе этих различий, они провели секвенирование РНК на образцах.
Обнаружив корреляцию между уровнями NAD+ и экспрессией митохондриальных генов, исследователи пришли к выводу, что более низкие уровни NAD+ являются ключевым признаком заболевания почек у человека.
Более того, когда мышам давали безрецептурные добавки предшественников NAD+, никотинамидрибозида или никотинамидмононуклеотида (NMN), для повышения уровня NAD+, митохондрии клеток канальцев были защищены от повреждений, тем самым предотвращая прогрессирование болезни почек.
«Мы надеемся, что это исследование может привести к улучшению ухода в будущем», — сказала Каталин Суштак, соавтор исследования. «Поэтому, когда у пациентов происходят изменения метаболизма, они могут получить лечение до того, как возникнут заболевания почек».
Ученые надеются, что их работа приведет к дальнейшим исследованиям роли метаболитов в заболевании почек и разработке новых методов профилактики и лечения.
Исследование было опубликовано в журнале Nature Metabolism.
