Új kiadványok
A fehérjéket utánzó nanoanyag neurodegeneratív betegségek kezelésére szolgálhatna
Utolsó ellenőrzés: 02.07.2025
Minden iLive-tartalmat orvosi szempontból felülvizsgáltak vagy tényszerűen ellenőriznek, hogy a lehető legtöbb tényszerű pontosságot biztosítsák.
Szigorú beszerzési iránymutatásunk van, és csak a jó hírű média oldalakhoz, az akadémiai kutatóintézetekhez és, ha lehetséges, orvosilag felülvizsgált tanulmányokhoz kapcsolódik. Ne feledje, hogy a zárójelben ([1], [2] stb.) Szereplő számok ezekre a tanulmányokra kattintható linkek.
Ha úgy érzi, hogy a tartalom bármely pontatlan, elavult vagy más módon megkérdőjelezhető, jelölje ki, és nyomja meg a Ctrl + Enter billentyűt.
Egy új nanoanyag, amely utánozza a fehérjék viselkedését, hatékony kezelés lehet az Alzheimer-kór és más neurodegeneratív betegségek esetén. A nanoanyag megváltoztatja az agysejtekben két kulcsfontosságú fehérje kölcsönhatását, aminek erőteljes terápiás hatása lehet.
Az Advanced Materials folyóiratban nemrégiben publikált innovatív eredményeket a Wisconsin-Madisoni Egyetem tudósai és a Northwesterni Egyetem nanoanyag-mérnökeinek együttműködése tette lehetővé.
A munka két olyan fehérje közötti kölcsönhatás megváltoztatására összpontosít, amelyekről úgy vélik, hogy szerepet játszanak olyan betegségek kialakulásában, mint az Alzheimer-kór, a Parkinson-kór és az amiotrófiás laterális szklerózis (ALS).
Az első fehérjét Nrf2-nek nevezik, amely egy specifikus fehérjetípus, amelyet transzkripciós faktornak neveznek, és amely a sejtekben be- és kikapcsolja a géneket.
Az Nrf2 egyik fontos funkciója az antioxidáns hatása. Bár a különböző neurodegeneratív betegségek különböző kóros folyamatokból erednek, egyesíti őket az oxidatív stressz neuronokra és más idegsejtekre gyakorolt toxikus hatása. Az Nrf2 leküzdi ezt a toxikus stresszt az agysejtekben, segítve megelőzni a betegségek kialakulását.
Jeffrey Johnson professzor, a Wisconsin-Madisoni Egyetem Gyógyszerészeti Karának munkatársa és felesége, Delinda Johnson, az iskola vezető kutatója évtizedek óta tanulmányozzák az Nrf2-t, mint ígéretes célpontot a neurodegeneratív betegségek kezelésében. 2022-ben a Johnson házaspár és kollégáik felfedezték, hogy az Nrf2 aktivitásának növelése egy bizonyos típusú agysejtben, az asztrocitákban, segít megvédeni a neuronokat az Alzheimer-kór egérmodelljeiben, ami jelentősen csökkenti a memóriavesztést.
Míg a korábbi kutatások arra utaltak, hogy az Nrf2 aktivitásának növelése lehet az Alzheimer-kór kezelésének alapja, a tudósoknak nehézségeik voltak a fehérje hatékony megcélzásával az agyban.
„Nehéz gyógyszereket juttatni az agyba, de nagyon nehéz olyan gyógyszereket találni, amelyek sok mellékhatás nélkül aktiválják az Nrf2-t” – mondja Jeffrey Johnson.
Most megérkezett egy új nanoméretű anyag. A fehérjeszerű polimerként (PLP) ismert szintetikus anyag úgy van kialakítva, hogy úgy kötődjön a fehérjékhez, mintha maga a fehérje lenne. Ezt a nanoskálájú utánzatot Nathan Giannenchi, a Northwestern Egyetem kémiaprofesszora és az egyetem Nemzetközi Nanotudományi Intézetének tagja által vezetett csapat alkotta meg.
Giannecchi számos PLP-t tervezett különböző fehérjék célba vételére. Ez a konkrét PLP az Nrf2 és egy másik, Keap1 nevű fehérje közötti kölcsönhatás megváltoztatására szolgál. Ezen fehérjék, vagy útvonalak kölcsönhatása jól ismert célpont számos állapot kezelésében, mivel a Keap1 szabályozza, hogy a Nrf2 mikor reagál az oxidatív stresszre és küzd le azt. Normális körülmények között a Keap1 és a Nrf2 összekapcsolódik, de stressz esetén a Keap1 felszabadítja a Nrf2-t antioxidáns funkciójának ellátására.
„Egy beszélgetés során Nathan és kollégái a Grove Biopharma-nál, egy fehérje-kölcsönhatások terápiás célzására szakosodott startupnál, említették Robertnek, hogy az Nrf2-t tervezik megcélozni” – mondja Johnson. „Robert pedig azt mondta: »Ha ezt meg akarod tenni, hívd fel Jeff Johnsont.«”
Johnson és Giannenchi hamarosan megvitatták annak lehetőségét, hogy a Wisconsin-Madisoni Egyetem laboratóriuma biztosítsa az egérmodellek agysejtjeit, amelyekre Giannenchi nanoanyagának teszteléséhez szükség van.
Jeffrey Johnson azt mondja, hogy kezdetben némileg szkeptikus volt a PLP-megközelítéssel kapcsolatban, tekintettel arra, hogy nem volt jártas benne, és hogy általánosságban nehéz volt pontosan megcélozni az agysejtekben lévő fehérjéket.
„De aztán Nathan egyik diákja idejött, és kipróbálta a sejtjeinken, és a francba, nagyon jól működött” – mondja. „Aztán aztán igazán belevetettük magunkat.”
A tanulmány megállapította, hogy Giannecchi PLP-je rendkívül hatékonyan kötődik a Keap1-hez, felszabadítva az Nrf2-t, amely felhalmozódhat a sejtmagokban, fokozva antioxidáns funkcióját. Fontos, hogy mindezt anélkül tette, hogy nem kívánt mellékhatásokat okozott volna, amelyek zavarnák más Nrf2 aktivációs stratégiákat.
Bár ezt a munkát sejtkultúrában végezték, Johnson és Giannecchi most hasonló vizsgálatokat terveznek neurodegeneratív betegségek egérmodelljein, egy olyan kutatási vonalon, amelyre korábban nem számítottak, de most izgatottan folytatják.
„Nincs meg a szakértelmünk a bioanyagok terén” – mondja Delinda Johnson. „Tehát az, hogy ezt a Northwesterntől szereztük be, majd a biológiai oldalt itt, a Wisconsini Egyetemen továbbfejlesztettük, azt mutatja, hogy az ilyen jellegű együttműködések valóban fontosak.”