מדענים חושפים טיפול סופר-מולקולרי חדש המגן נוירונים אנושיים מפני נזק הנגרם על ידי עמילואיד, ומציע תקווה חדשה לטיפול במחלות נוירו-ניווניות של אלצהיימר ומחלות עצביות קשורות.
לִלמוֹד: קופולימרריזציה סופרמולקולרית של אמפיפיליות גליקופפטיד ופפטידים עמילואידים משפרת את הישרדות הנוירוניםו קרדיט תמונה: Shutterstock AI Generator / Shutterstock.com
מחקר שנערך לאחרונה בפורסם ב כתב העת של החברה הכימית האמריקאית חוקר את התפקיד של אמפיפיליות פפטיד ביו -תואמות במניעת קביעת שגויה והצטברות של חלבונים הקשורים להתנוונות עצבית.
מאפיינים פתולוגיים מרכזיים של מחלות ניווניות
מחלות ניווניות (NDS) מאופיינות במותם של נוירונים, מה שמוביל ללקות מוטוריות וקוגניטיביות קשות. שכיחות ה- NDS, כולל מחלת פרקינסון (PD), מחלת אלצהיימר (AD) ודמנציה, ממשיכה לעלות ברחבי העולם, ובכך מגדילה את הנטל על מערכות הבריאות העולמיות.
צבירת חלבון, כמו בטא עמילואיד (Aβ) וטאו, אופיינית לספירה, ואילו צבירת אלפא-סינוקליין מתרחשת ב- PD. צבירת חלבון מובילה להיווצרות פרוטופילמנטים של עמילואיד המקבצים לסיבי עמילואידים, המפקידים במקומות שונים בתא.
אסטרטגיות טיפול נוכחיות עבור NDs כוללות עיכוב היווצרות מצטבר חלבון, ביטול חלבונים מקופלים שגויים ושינוי תגובות סלולריות לניהול נזקים במקביל כמו לחץ חמצוני.
גישות חדשניות לטיפול ב- NDS
מחקרים קודמים דיווחו על היתרונות הטיפוליים של הרכבה עצמית סופרמולקולרית של חומרים, במיוחד ננו-חומרים, באמצעות אינטראקציות לא קוולנטיות. חומרים סופרמולקולריים מבוססי פפטיד קשורים גם למספר תכונות יתרון ליישומים ביו-רפואיים, כולל תאימות ביולוגית מעולה, זמינות ביולוגית ומודולריות בהשוואה לפפטידים וחלבונים קונבנציונליים.
ניתן לשנות חלקים מבניים כמו רצף חומצות אמינו או סביבת ההרכבה של אמפיפיליות פפטיד (PAS) כדי לשנות את חוזק קשרי המימן שלהם ותכונות מורפולוגיות שונות. בעבר, החוקרים דיווחו על יכולת הקופולימרזציה של ננו-סיבים PA עם רצפי פפטיד מסיסים שונים ליצירת הרכבה סופרמולקולרית גרורה שיכולה לשפר את מסירת הפפטידים הטיפולים להצלת רעילות עצבית הקשורה ל- AP.
Trehalose, דיסכריד שאינו מוטבע, לא טעון, נחקר לאחרונה כפרקון חלבון המסוגל להגן על חלבונים מפני תקפי, דנטציה וצבירה שגויים. Trehalose גם מפעיל אוטופאגיה ומפחית את הצטברות אגרגטי החלבון, ובכך משפר את הרעילות הנוירוטו -רעילות.
על המחקר
המחקר הנוכחי חוקר את ההשפעות הנוירו-הגנות פוטנציאליות של Trehalose-Pa (TPA) בהצלת התנוונות עצבית הקשורה לעמילואיד. החוקרים שיערו כי התפקוד עם טרלהוז יאפשר ל- TPAs לעכב את הצטברות העמילואיד ולייצב את הפנוטיפים של נוירונים שנפגעו על ידי עצביות הקשורה לעמילואיד.
שיטות חישוביות שונות שימשו לבחינת אינטראקציות בין PAS לא מתפקדת לבין פפטיד בטא 1-42 עמילואיד (Aβ42) כדי להבהיר את יכולתם למנוע צבירת עמילואיד. הוערך עוד יותר את הפוטנציאל הטיפולי של TPAs בַּמַבחֵנָה שימוש בנוירונים הנגזרים מתאי גזע פלוריפוטנטיים הנגרמים על ידי אנוש (IPSC) כדי לקבוע את יעילותם בהגנה על תאים מפני נוירוטוקסיות הנגרמת על ידי Aβ42.
פעילות טיפולית של PAS נגד מחלות ניווניות
Palmitoyl-VVAAEE (E2) נבחר כ- PA עמוד השדרה הבלתי מתפקד בגלל התאימות הביולוגית והיכולת הביולוגית שלה להציג מוטיבים ביו-אקטיביים עם צפיפות אופטימלית ליישום עצבי. TPAs סונתזו על ידי צירוף ובהמשך פונקציונליזציה של שאריות ליזין בקצה ה- C של E2.
פיזור רנטגן של סינכרוטרון זווית קטנה (SAXS) שימש לניתוח מכלולי E2 ו- TPA בתנאים מחוטטים ולא נטועים. E2 יצרו ננו -מבנים חוטים בשני התנאים, ואילו TPA לא נטול ננו ננו -סיבים ו- TPA מבוטל יצרו אגרגטים מיקרלריים קטנים. רוחב ה- TPA Nanofibers היה קטן מזה של ננו -סיבים E2.
ספקטרוסקופיה דיקרוזיזם מעגלי (CD), פתרונות סינכרוטרון פיזור רנטגן רחב-זווית (WAXS) וניתוחי ספקטרוסקופיה אינפרא אדום פורייה-טרנספורמה (FT-IR) חשפו דרגה גבוהה יותר של פרוטונציה של שאריות חומצה גלוטמית במכלולי TPA. מיקרוסקופיית אלקטרונים בהעברה קריוגנית (Cryo-TEM) ו- TEM שלילי אישרו את התוצאות הספקטרוסקופיות, ובכך מצביעים על כך ששני E2 עם או בלי חישול נוצרו ננו-סיבים מעוותים.
ניסויים בטמפרטורה משתנה (VT) חשפו כי נקודת ההיתוך של מכלולי E2 הייתה מעל 80 מעלות צלזיוס. חימום נוסף ל 90 מעלות צלזיוס גרם לחתימת גיליון ה- β של E2 להיעלם.
מכלול ה- TPA היה יציב בחום של 50 מעלות צלזיוס, כאשר חתימת גיליון ה- β שלה החלה להתכווץ בחום של 65 מעלות צלזיוס, מה שמרמז כי מכלולי נימה של TPA בטמפרטורות נמוכות הם מבנים סופרמולקולריים קינטיים גרורתיים. יתר על כן, מכלולי Supramolecular TPA נמצאו כמשנים את הצטברות האינטראקציות Aβ42 ו- TPA-Aβ42, אשר שינו את המורפולוגיה של הננו-מבנה.
נוירונים מוטוריים אנושיים (MNS) נותרו בר -קיימא לאחר טיפול עם 30 מיקרומטר או פחות TPA. Aβ42 מונומרי הודגר ב 37 מעלות צלזיוס למשך 16 שעות כדי לגרום לרעילות Aβ42, לאחר מכן ארבעה מכלולי TPA ניסיוניים הפחיתו את המוות של התא, מה שמרמז על רמות חילוץ שונות. ראוי לציין כי TPA שאינו מופרך השיג את ההצלה היעילה ביותר על ידי הפחתת רעילות עצבית Aβ42.
מבני ננו -סופרמולקולריים הם יעד מעניין לאסטרטגיות טיפוליות במחלות ניווניות כמו מחלת אלצהיימר וטרשת רוחבית אמיוטרופית. "
