В 2018 году старший научный сотрудник Института нейронаук, Алексей Михайлович Петров, был приглашен в медицинскую школу Case Western Reserve University (Кливленд, шт. Огайо, США) для участия в реализации проекта по исследованию роли метаболизма холестерина в функционировании мозга и сетчатки в качестве приглашенного (ассоциированного) профессора.

С 2018 по 2020 год ему совместно с зарубежными коллегами удалось провести преклинические испытания нового фармакологического подхода, основанного на стимуляции мозгового метаболизма холестерина, для лечения болезни Альцгеймера. В настоящее время идут клинические испытания данного подхода. В ходе работ по проекту было выявлено множество новых процессов, а именно: приобретение клетками микроглии фенотипа, апоптоз, деградация амилоидного пептида, клеточная гипоксия, аутофагия и протеосомная деградация белков. Данные процессы имеют непосредственную зависимость от интенсивности оборота холестерина в мозге. Кроме того, было обнаружено, что гидроксилирование мозгового холестерина нейрон-специфичным цитохромом CYP46A1 способно управлять ключевыми мембранными свойствами синаптических контактов и влиять на активность сигнальных ферментов, отвечающих за фосфорилирирование и дефосфорилирование белков. Это в свою очередь в значительной степени определяет эффективность синаптической передачи.

Таким образом, удалось показать, как один фермент, управляющий гомеостазом холестерина, может иметь фундаментальную роль в контроле мембранных и синаптических свойств. Работа на сетчатке позволили выявить новые роли холестерин-и липид-транспортирующих белков аполипоптореинов (в частности E и D) и холестерин-гидроксилирующих ферментов в транспорте холестерина, везикулярном траффике, контроле обмена глюкозы, ремоделировании цитоскелета и митохондрий, а также синаптической передачи, ответственной за передачу информации внутри сетчатки. Также удалось выявить новый резервный путь транспорта холестерина и липидов с помощью экстраклеточных везикул, который включается при нарушении других путей транспорта холестерина. Данное направление важно в поиске новых подходов для лечения возрастной макулярной дегенерации, для которой характерно накопление холестерина. По материалам работы подготовлено 7 научных статей, 5 из которых опубликованы и 2 находятся на стадии рассмотрения в ведущих зарубежных журналах.