Почему ботокс безвреден для нервов

Ботулиновые токсины известны почти мгновенным и нередко смертельным действием: эти вещества подавляют передачу сигналов между нервами и мышцами, в том числе дыхательными. Однако некоторые виды ботулотоксинов неожиданно нашли применение в медицине и косметической промышленности: тип А (ботокс) и тип Б используются для снятия мышечных спазмов, уменьшения мышечного тремора при рассеянном склерозе, облегчения головной боли, разглаживания морщин. Механизм тот же — расслабление мышц через их отключение от гиперактивных нейронов.

Но действие лечебных и косметических ботулотоксинов длится всего пару месяцев, затем приём лекарства нужно повторить. В связи с этим возникает вопрос: не может ли постоянный приём ботулотоксина, пусть и лекарственного, нанести необратимый вред нейронам?

Соединение нерва с мышечными волокнами (фото Dr. Fred Hossler).

В статье, опубликованной в Nature Communications, группа учёных из Медицинской школы Гарвардского университета (США) успокаивает: лишь два из семи ботулиновых токсинов убивают нейроны — и ни тип А, ни тип B к ним не относятся. Само по себе это, впрочем, не очень большая новость: с 1980-х годов известно, что токсин типа С смертелен для нервных клеток. Сейчас исследователи подтвердили результаты этих наблюдений, добавив к типу С ещё и тип Е. Однако, что более важно, на этот раз удалось понять также механизм смертельного действия ботулотоксинов, который до сих пор оставался для всех тайной.

Когда ботулотоксины выключают нервно-мышечную передачу, они все, независимо от типа, бьют по комплексу из трёх нейронных белков. Но дело в том, что два из этой тройки белков, синтаксин-1 и SNAP-25, не только помогают переносить сигнал через синапс, но и важны для внутреннего хозяйства нейрона. Оба участвуют в обновлении клеточных мембран. А смертельные для нейронов токсины С и Е особенно сильно вредят как раз этим двум белкам. Третий же элемент комплекса, синаптобревин, не слишком принципиален для внутриклеточного хозяйства. И это объясняет, почему ботулотоксины B, D, F и G, атакующие синаптобревин, вредят только нервно-мышечной передаче, но не вызывают гибели клетки.

Что же до токсинов А и Е, то с ними ситуация сложнее. Оба действуют на SNAP-25, отрезая от него фрагменты, но после их атаки этот белок всё равно выполняет внутриклеточные функции. Поэтому исследователи подчёркивают, что безопасность ботокса относительна: клетка не умирает, но при этом хуже справляется со стрессом, потому что SNAP-25 так или иначе становится ущербным и не может работать в полную силу. Если нейрон здоров, то повреждения в SNAP-25 незаметны, если же в клетке возникнет какая-то неполадка, то такие повреждения обнаружат себя.

То есть нельзя безоговорочно утверждать, что косметические и медицинские ботулиновые токсины безвредны для нейронов: легко можно представить ситуацию, когда нейрон не способен справиться со стрессом или мутацией из-за обработки ботоксом. А это значит, что хорошо бы косметологам и врачам обратить на это особое внимание и придумать, как почти безвредный ботокс превратить в абсолютно безвредный. Впрочем, проблема безвредного ботокса, надо думать, касается не слишком многих людей, так что главное в этой работе всё же то, что учёным удалось с помощью ботулотоксинов узнать кое-что важное о внутриклеточной кухне нейронов.

Подготовлено по материалам Медицинской школы Гарвардского университета.