A fehérjeutánzó nanoanyag képes kezelni a neurodegeneratív betegségeket
Utolsó ellenőrzés: 14.06.2024
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, a fehérjék viselkedését utánzó nanoanyag az Alzheimer-kór és más neurodegeneratív betegségek hatékony gyógymódja lehet. Ez a nanoanyag megváltoztatja az agysejtekben lévő két kulcsfontosságú fehérje közötti kölcsönhatást, aminek erőteljes terápiás hatása lehet.
Az Advanced Materials folyóiratban nemrég közzétett innovatív eredmények a Wisconsin-Madison Egyetem tudósai és a Northwestern Egyetem nanoanyag-mérnökei közötti együttműködés révén valósultak meg..
A munka két olyan fehérje közötti kölcsönhatás megváltoztatására összpontosít, amelyekről úgy gondolják, hogy szerepet játszanak olyan betegségekben, mint az Alzheimer-kór, a Parkinson-kór és az amiotrófiás laterális szklerózis (ALS).
Az első fehérjét Nrf2-nek hívják, amely egy specifikus típusú fehérje, úgynevezett transzkripciós faktor, amely be- és kikapcsolja a géneket a sejtekben.
A Nrf2 egyik fontos funkciója az antioxidáns hatása. Bár a különböző neurodegeneratív betegségek különböző kóros folyamatokból származnak, egyesíti őket az oxidatív stressz neuronokra és más idegsejtekre gyakorolt toxikus hatása. Az Nrf2 küzd ezzel a mérgező stresszel az agysejtekben, segít megelőzni a betegségek kialakulását.
Jeffrey Johnson professzor, a University of Wisconsin-Madison Gyógyszerészeti Iskola, feleségével, Delinda Johnsonnal, az iskola vezető tudósával együtt évtizedek óta tanulmányozzák az Nrf2-t, mint ígéretes célpontot a neurodegeneratív betegségek kezelésében. 2022-ben Johnsonék és kollégáik felfedezték, hogy egy bizonyos típusú agysejtben, az asztrocitákban az Nrf2 aktivitás növelése segít megvédeni a neuronokat az Alzheimer egérmodellekben, ami jelentős csökkenést eredményez. Memóriavesztés.
Bár korábbi kutatások azt sugallták, hogy az Alzheimer-kór kezelésének alapja az Nrf2 aktivitás növelése lehet, a tudósok nehezen tudtak hatékonyan megcélozni ezt a fehérjét az agyban.
"Nehéz kábítószert juttatni az agyba, de nagyon nehéz olyan gyógyszereket találni, amelyek sok mellékhatás nélkül aktiválják az Nrf2-t" - mondja Jeffrey Johnson.
És most egy új nanoanyag jelent meg. A fehérjeszerű polimerként (PLP) ismert szintetikus anyagot úgy tervezték, hogy úgy kötődjön a fehérjékhez, mintha maga egy fehérje lenne. Ezt a nanoméretű szimulátort a Northwestern Egyetem kémiaprofesszora, Nathan Giannekshi és az egyetem Nemzetközi Nanotechnológiai Intézetének tagja által vezetett csapat készítette.
Giannecchi több PLP-t tervezett különböző fehérjék megcélzására. Ez a bizonyos PLP úgy van kialakítva, hogy megváltoztassa a Nrf2 és egy másik, Keap1 nevű fehérje közötti kölcsönhatást. Ezeknek a fehérjéknek a kölcsönhatása vagy útvonala számos betegség kezelésének jól ismert célpontja, mivel a Keap1 szabályozza, hogy az Nrf2 mikor reagál az oxidatív stresszre, és mikor küzd meg ellene. Normál körülmények között a Keap1 és a Nrf2 kötődik, de stressz esetén a Keap1 felszabadítja az Nrf2-t, hogy betöltse antioxidáns funkcióját.
„Csak a beszélgetés során Nathan és kollégái a Grove Biopharma-nál, egy olyan startupnál, amely a fehérjekölcsönhatások terápiás céljára összpontosított, megemlítette Robertnek, hogy az Nrf2-t tervezik megcélozni” – mondja Johnson. "És Robert azt mondta: "Ha ezt akarod csinálni, akkor érdemes felhívnod Jeff Johnsont."
Hamarosan Johnsonék és Giannenchi megvitatták annak lehetőségét, hogy a Wisconsin-Madisoni Egyetem laboratóriumát biztosítsák a Giannenchi nanoanyag teszteléséhez szükséges egérmodell agysejtekkel.
Jeffrey Johnson azt mondja, hogy kezdetben kissé szkeptikus volt a PLP-megközelítéssel kapcsolatban, tekintettel arra, hogy nem ismerte azt, és az agysejtekben a fehérjék pontos célzásának általános nehézségei miatt.
"De aztán Nathan egyik tanítványa idejött, és a sejtjeinken használta, és nagyon jól működött" - mondja. "Akkor nagyon beleástuk magunkat."
A tanulmány megállapította, hogy a Giannenchi-féle PLP nagyon hatékonyan kötődött a Keap1-hez, ami felszabadította az Nrf2-t, hogy felhalmozódjon a sejtmagokban, fokozva annak antioxidáns funkcióját. Fontos, hogy mindezt anélkül tette, hogy olyan nemkívánatos mellékhatásokat váltott volna ki, amelyek más Nrf2 aktiválási stratégiákat sújtottak.
Míg ezt a munkát sejttenyészetben végezték, Johnson és Giannenchi most azt tervezi, hogy hasonló vizsgálatokat végeznek a neurodegeneratív betegségek egérmodelljeivel, amely kutatási irány nem számított, de most már izgatottan folytatják.
„Nincs előképzettségünk a bioanyagok terén” – mondja Delinda Johnson. „Tehát ennek a Northwesterntől való megszerzése, majd a biológia oldal továbbfejlesztése itt, a Wisconsini Egyetemen azt mutatja, hogy az ilyen típusú együttműködések nagyon fontosak.”