Metallbasierte Moleküle sind vielversprechend gegen den Aufbau von Alzheimer-Peptiden

Metallbasierte Moleküle sind vielversprechend gegen den Aufbau von Alzheimer-Peptiden

In Labortests haben Imperial-Forscher ein metallbasiertes Molekül geschaffen, das den Aufbau eines mit der Alzheimer-Krankheit assoziierten Peptids hemmt.

Ein Peptid ist ein Fragment eines Proteins, und eines der Hauptmerkmale der Alzheimer-Krankheit ist der Aufbau eines spezifischen Peptids, das als Amyloid-β bekannt ist. Das Team zeigte, dass ihr Molekül mit Hilfe von Ultraschall die Blut-Hirn-Schranke bei Mäusen überwinden kann und dabei auf den Teil des Gehirns abzielt, in dem sich das schädliche Peptid am häufigsten ansammelt.

Die Alzheimer-Krankheit ist die häufigste Form der Demenz und betrifft weltweit etwa 50 Millionen Menschen. Es besteht ein dringender Bedarf an der Entwicklung von Medikamenten, die die Auswirkungen dieser verheerenden Krankheit verhindern oder umkehren können.

Einige Moleküle auf Metallbasis wurden bereits entwickelt, um den Aufbau von Amyloid-β zu verhindern. Diese sind jedoch oft giftig für Zellen oder können die Blut-Hirn-Schranke (BBB) ​​nicht überwinden – eine semipermeable Schutzbarriere, die den Durchgang von Substanzen, die in das Gehirn ein- und austreten, sorgfältig reguliert.

Nun hat ein Team aus den Departments of Chemistry and Bioengineering des Imperial College London ein metallbasiertes Molekül entwickelt, das die Bildung von Amyloid-β in Laborstudien hochwirksam verhindert.

Sie zeigten auch, dass das Molekül für menschliche gehirnähnliche Zellen ungiftig ist und mit Hilfe einer Technik, die Mikrobläschen und fokussierten Ultraschall verwendet, die Blut-Hirn-Schranke bei Mäusen überwinden kann. Die Ergebnisse werden in der Zeitschrift veröffentlicht Chemische Wissenschaft.

Metallbasierte Moleküle sind vielversprechend gegen den Aufbau von Alzheimer-Peptiden

Nicht-invasiv und ungiftig

Die Erstautorin Tiffany Chan von den Departments of Chemistry and Bioengineering bei Imperial sagte: „Nur sehr wenige Moleküle auf Metallbasis wurden aufgrund von Toxizitätsproblemen und Schwierigkeiten beim Überqueren der Blut-Hirn-Schranke als potenzielle Inhibitoren der Bildung von Amyloid-β untersucht.

„Das von uns entwickelte Molekül ist in der Lage, Amyloid-β zu stören und scheint nicht toxisch zu sein. Es kann mit Ultraschall über die Blut-Hirn-Schranke transportiert werden, sodass Sie keinen invasiven Eingriff benötigen.“

Das Molekül ist um das Metall Kobalt zentriert, umgeben von organischen Molekülen, die einen Komplex bilden, der an Amyloid-β-Peptide bindet und diese daran hindert, aneinander zu binden und sich aufzubauen. Das Molekül enthält auch chemische Gruppen, die verhindern, dass es in menschliche Nervenzellen aufgenommen wird, wodurch seine Toxizität verringert wird.

Metallbasierte Moleküle sind vielversprechend gegen den Aufbau von Alzheimer-Peptiden

Um zu zeigen, dass das Molekül die BHS überwinden könnte, verwendete das Team eine Technik, bei der das Molekül zusammen mit Mikrobläschen in die Venen von Mäusen injiziert wurde. Wenn Ultraschall auf das Gehirn gerichtet wird, bewegen sich die Mikrobläschen schnell hin und her, öffnen die BHS und ermöglichen dem Molekül, auf nicht-invasive und gezielte Weise in das Gehirn einzudringen.

Das Team konnte den Ultraschall auf die Hippocampus-Region des Gehirns fokussieren, die im Frühstadium der Alzheimer-Krankheit oft stark von der Ansammlung von Amyloid-β beeinflusst wird. Sie konnten auch zeigen, wie spezifisch das Ultraschall-Targeting sein kann, indem sie das Molekül nur in den linken Hippocampus bringen.

Das Molekül wurde von den Mäusen gut vertragen, die nach mehreren Wochen keine Nebenwirkungen zeigten. Co-Autor Professor Ramon Vilar vom Department of Chemistry bei Imperial sagte: „Diese Studie zeigt das Potenzial metallbasierter Moleküle bei der Verhinderung der Amyloid-β-Aggregation. Der neue Wirkstoff wird eingehender untersucht, um festzustellen, ob er auch die Bildung von Amyloid-β bei Mäusen verhindern kann, ohne unerwünschte toxische Nebenwirkungen zu haben.“