Научници преокрену Алцхајмерову болест код мишева револуционарном нанотехнологијом
Тим који заједно предводе Институт за биоинжењеринг Каталоније (ИБЕЦ) и Универзитет Западне Кине болнице Сичуан (ВЦХСУ), у сарадњи са партнерима у Великој Британији, извештава о нанотехнолошком приступу који преокреће Алцхајмерову болест у моделима мишева. Уместо да користе наночестице као пасивне носаче, истраживачи су дизајнирали биоактивне наночестице које функционишу као „супрамолекуларни лекови“. Третман се фокусира на обнављање крвно-мождане баријере (БББ), васкуларне контролне тачке која одржава унутрашње окружење мозга. Поправком овог интерфејса, животиње су показале преокрет Алцхајмерове патологије.
Мозак троши око 20% телесне енергије код одраслих и чак 60% код деце. Та енергија стиже кроз изузетно густу васкуларну мрежу у којој се сваки неурон снабдева својом капиларом. Са отприлике милијарду капилара, мозак се ослања на здраву васкулатуру за одржавање функције и отпор болести. Ова запажања потврђују како је васкуларно здравље повезано са стањима као што су деменција и Алцхајмерова болест, где је оштећење васкуларног система блиско повезано.
Функција крвно-мождане баријере и уклањање отпадних протеина
БББ је ћелијски и физиолошки штит који одваја мождано ткиво од циркулишуће крви, помажући блокирању патогена и токсина. Истраживачи су показали да деловањем на специфичан механизам, штетни „отпадни протеини“ произведени у мозгу могу да пређу ову баријеру и да се ослободе у крвоток. Код Алцхајмерове болести, амилоид-β (Аβ) је примарни отпадни протеин, а његово накупљање ремети функцију неурона.
Тим је радио са моделима миша дизајнираним да прекомерно производе Аβ и да развију изражен когнитивни пад који одражава карактеристике Алцхајмерове болести. Животиње су добиле три дозе супрамолекуларних лекова, након чега је уследило редовно праћење. „Само 1 сат након ињекције приметили смо смањење од 50-60% количине Аβ у мозгу“, објашњава Јунианг Цхен, први коаутор студије, истраживач у болници Западне Кине на Универзитету Сицхуан и студент докторских студија на Универзитетском колеџу у Лондону (УЦЛ).
Терапијски резултати су били најзначајнији. У неколико тестова понашања и памћења спроведених током месеци, животиње су процењене у различитим стадијумима болести. У једном примеру, 12-месечни миш (еквивалент 60-годишњем човеку) је третиран наночестицама и процењен 6 месеци касније. До 18 месеци старости (упоредиво са 90-годишњим човеком), његово понашање је одговарало здравом мишу.
Обнављање васкулатуре да би се поново покренуло самочишћење мозга
„Дугорочни ефекат долази од обнављања васкулатуре мозга. Мислимо да то функционише као каскада: када се токсичне врсте као што је амилоид-бета (Аβ) акумулирају, болест напредује. Али када васкулатура поново може да функционише, почиње да чисти Аβ и друге штетне молекуле, омогућавајући целом систему да поврати свој део равнотеже. активирајте механизам повратне спреге који враћа овај пут чишћења на нормалне нивое“, рекао је Гиусеппе Баттаглиа, ИЦРЕА истраживачки професор на ИБЕЦ-у, главни истраживач групе за молекуларну бионику и вођа студије.
Код Алцхајмерове болести, кључни слом се дешава у природном процесу чишћења мозга за токсичне врсте као што је Аβ. У нормалним условима, протеин ЛРП1 служи као молекуларни чувар капије. Он препознаје Аβ, везује га преко лиганада и помаже да се пребаци преко БББ у крвоток ради уклањања. Систем је деликатан. Ако ЛРП1 превише чврсто веже превише Аβ, транспорт постаје загушен и сам ЛРП1 се разграђује унутар БББ ћелија, смањујући број доступних носача. Ако је везивање преслабо, транспортни сигнал је недовољан. Било који сценарио доводи до акумулације Аβ у мозгу.
Супрамолекуларни лекови делују као прекидач за ресетовање. Имитирајући ЛРП1 лиганде, они везују Аβ, прелазе БББ и покрећу уклањање токсичних врста. Како се овај процес наставља, васкулатура поново добија своју природну улогу чишћења отпада и враћа се нормалној функцији.
Прецизно пројектоване наночестице и контрола рецептора
У овом раду, наночестице делују као терапијски агенси сами по себи. Изграђени кроз стратегију молекуларног инжењеринга одоздо према горе, они комбинују строго контролисану величину са дефинисаним бројем површинских лиганда да би створили мултивалентну платформу са високо специфичним интеракцијама на ћелијским рецепторима. Ангажовањем трговине рецепторима на ћелијској мембрани, они обезбеђују нови начин за модулацију активности рецептора. Ова прецизност подржава ефикасан клиренс Аβ и помаже у поновном балансирању васкуларног система који чува здравље мозга.
Овај терапеутски концепт указује на будуће клиничке стратегије које се баве васкуларним доприносом Алцхајмеровој болести и имају за циљ побољшање исхода пацијената. „Наша студија је показала изузетну ефикасност у постизању брзог клиренса Аβ, враћању здраве функције у крвно-мождану баријеру и доводећи до упечатљивог преокрета Алцхајмерове патологије“, закључује Лорена Руиз Перез, истраживач групе за молекуларну бионику са Института за биоинжењеринг Каталонског универзитета за биоинжењеринг (Сербиан Хунтер Ассор) Универзитета СеррафеИБЕЦ. Барселона (УБ).
Пројекат је окупио Институт за биоинжењеринг Каталоније (ИБЕЦ), Западнокинеску болницу Универзитета Сечуан, Западнокинеску болницу Ксиамен Универзитета Сечуан, Универзитетски колеџ у Лондону, Ксиамен кључну лабораторију за психорадиологију и неуромодулацију, Универзитет у Барселони, Кинеску академију медицинских наука и Каталонску институцију за истраживања и напредне студије (ИЦРЕ).
