Molekul berbasis logam menunjukkan harapan terhadap penumpukan peptida Alzheimer

Molekul berbasis logam menunjukkan harapan terhadap penumpukan peptida Alzheimer

Dalam tes laboratorium, peneliti Imperial telah menciptakan molekul berbasis logam yang menghambat pembentukan peptida yang terkait dengan penyakit Alzheimer.

Peptida adalah fragmen protein, dan salah satu ciri utama penyakit Alzheimer adalah pembentukan peptida spesifik yang dikenal sebagai amiloid-β. Tim menunjukkan bahwa dengan bantuan ultrasound, molekul mereka dapat melintasi penghalang darah-otak pada tikus, menargetkan bagian otak di mana peptida yang merusak paling sering terakumulasi.

Penyakit Alzheimer adalah bentuk paling umum dari demensia, mempengaruhi sekitar 50 juta orang di seluruh dunia. Ada kebutuhan mendesak untuk mengembangkan obat yang dapat mencegah atau membalikkan efek dari penyakit yang menghancurkan ini.

Beberapa molekul berbasis logam sebelumnya telah dirancang untuk mencegah pembentukan amiloid-β. Namun, ini sering beracun bagi sel, atau tidak dapat melewati sawar darah-otak (BBB) ​​– penghalang pelindung semi-permeabel yang secara hati-hati mengatur lewatnya zat yang masuk dan keluar dari otak.

Sekarang, sebuah tim dari Departemen Kimia dan Bioteknologi di Imperial College London telah merancang sebuah molekul berbasis logam yang sangat efektif untuk mencegah penumpukan amiloid-β dalam studi berbasis laboratorium.

Mereka juga menunjukkan bahwa molekul itu tidak beracun bagi sel-sel mirip otak manusia, dan dapat melintasi penghalang darah-otak pada tikus dengan bantuan teknik menggunakan gelembung mikro dan ultrasound terfokus. Hasilnya dilaporkan dalam jurnal Ilmu Kimia.

Molekul berbasis logam menunjukkan harapan terhadap penumpukan peptida Alzheimer

Non-invasif dan tidak beracun

Penulis pertama Tiffany Chan, dari Departemen Kimia dan Bioteknologi di Imperial, mengatakan: “Sangat sedikit molekul berbasis logam telah diselidiki sebagai penghambat potensial penumpukan amiloid-β karena masalah toksisitas dan kesulitan melintasi penghalang darah otak.

“Molekul yang kami rancang mampu mengganggu amiloid-β dan tampaknya tidak beracun, dan dapat dikirimkan melintasi sawar darah otak menggunakan ultrasound, yang berarti Anda tidak memerlukan prosedur invasif.”

Molekul ini berpusat di sekitar kobalt logam, dikelilingi oleh molekul organik yang membentuk kompleks, yang mengikat peptida amiloid-β, mencegah mereka dari mengikat satu sama lain dan membangun. Molekul ini juga menggabungkan kelompok kimia yang mencegahnya diserap ke dalam sel saraf manusia, sehingga mengurangi toksisitasnya.

Molekul berbasis logam menunjukkan harapan terhadap penumpukan peptida Alzheimer

Untuk mendemonstrasikan molekul dapat melintasi BBB, tim menggunakan teknik yang melibatkan penyuntikan molekul bersama gelembung mikro ke dalam pembuluh darah tikus. Ketika ultrasound diarahkan ke otak, gelembung mikro dengan cepat bergerak maju mundur, membuka BBB dan memungkinkan molekul memasuki otak dengan cara yang non-invasif dan terarah.

Tim mampu memfokuskan USG pada daerah hippocampal otak, yang sering sangat dipengaruhi oleh penumpukan amiloid-β pada tahap awal penyakit Alzheimer. Mereka juga dapat menunjukkan seberapa spesifik penargetan ultrasound dengan mengirimkan molekul hanya ke hippocampus kiri.

Molekul itu terbukti dapat ditoleransi dengan baik oleh tikus, yang tidak menunjukkan efek buruk setelah beberapa minggu. Rekan penulis Profesor Ramon Vilar, dari Departemen Kimia di Imperial, mengatakan: “Studi ini menunjukkan potensi yang dimiliki molekul berbasis logam dalam mencegah agregasi amiloid-β. Senyawa baru akan dipelajari lebih mendalam untuk menentukan apakah itu juga dapat mencegah penumpukan amiloid-β pada tikus tanpa efek samping toksik yang tidak diinginkan.”