Op metaal gebaseerde moleculen zijn veelbelovend tegen de opbouw van Alzheimer-peptiden

Op metaal gebaseerde moleculen zijn veelbelovend tegen de opbouw van Alzheimer-peptiden

In laboratoriumtests hebben Imperial-onderzoekers een op metaal gebaseerd molecuul gemaakt dat de opbouw van een peptide dat geassocieerd is met de ziekte van Alzheimer remt.

Een peptide is een fragment van een eiwit en een van de belangrijkste kenmerken van de ziekte van Alzheimer is de opbouw van een specifiek peptide dat bekend staat als amyloïde-β. Het team toonde aan dat hun molecuul met behulp van ultrageluid de bloed-hersenbarrière bij muizen kan passeren en zich richt op het deel van de hersenen waar het schadelijke peptide zich het vaakst ophoopt.

De ziekte van Alzheimer is de meest voorkomende vorm van dementie en treft wereldwijd ongeveer 50 miljoen mensen. Er is een dringende behoefte om medicijnen te ontwikkelen die de effecten van deze verwoestende ziekte kunnen voorkomen of omkeren.

Sommige op metaal gebaseerde moleculen zijn eerder ontworpen om te voorkomen dat amyloïde-β zich ophoopt. Deze zijn echter vaak giftig voor cellen of kunnen de bloed-hersenbarrière (BBB) ​​niet passeren - een semi-permeabele beschermende barrière die zorgvuldig de doorgang regelt van stoffen die de hersenen binnenkomen en verlaten.

Nu heeft een team van de afdelingen Scheikunde en Bio-engineering van het Imperial College London een op metaal gebaseerd molecuul ontworpen dat zeer effectief is in het voorkomen van de opbouw van amyloïde-β in laboratoriumonderzoeken.

Ze toonden ook aan dat het molecuul niet-toxisch is voor menselijke hersenachtige cellen en dat het de bloed-hersenbarrière bij muizen kan passeren met behulp van een techniek met microbellen en gefocusseerde echografie. De resultaten worden gerapporteerd in het tijdschrift Chemische wetenschappen.

Op metaal gebaseerde moleculen zijn veelbelovend tegen de opbouw van Alzheimer-peptiden

Niet-invasief en niet-toxisch

Eerste auteur Tiffany Chan, van de afdeling Scheikunde en Bio-engineering van Imperial, zei: "Er zijn zeer weinig op metaal gebaseerde moleculen onderzocht als potentiële remmers van amyloïde-β opbouw vanwege toxiciteitsproblemen en moeite met het passeren van de bloed-hersenbarrière.

"Het molecuul dat we hebben ontworpen, kan interfereren met amyloïde-β en lijkt niet-toxisch, en het kan door de bloed-hersenbarrière worden afgeleverd met behulp van echografie, wat betekent dat je geen invasieve procedure nodig hebt."

Het molecuul is gecentreerd rond het metaal kobalt, omgeven door organische moleculen die een complex vormen, dat bindt aan amyloïde-β-peptiden, waardoor ze niet aan elkaar kunnen binden en zich kunnen opbouwen. Het molecuul bevat ook chemische groepen die voorkomen dat het wordt opgenomen in menselijke zenuwcellen, waardoor de toxiciteit wordt verminderd.

Op metaal gebaseerde moleculen zijn veelbelovend tegen de opbouw van Alzheimer-peptiden

Om aan te tonen dat het molecuul de BBB kan passeren, gebruikte het team een ​​techniek waarbij het molecuul naast microbellen in de aderen van muizen wordt geïnjecteerd. Wanneer ultrageluid op de hersenen wordt gericht, bewegen de microbellen snel heen en weer, waardoor de BBB wordt geopend en het molecuul op een niet-invasieve en gerichte manier de hersenen kan binnendringen.

Het team was in staat om de echo te concentreren op het hippocampusgebied van de hersenen, dat vaak sterk wordt beïnvloed door de opbouw van amyloïde-β in de vroege stadia van de ziekte van Alzheimer. Ze waren ook in staat om te laten zien hoe specifiek de ultrasone targeting kan zijn door het molecuul alleen aan de linker hippocampus af te leveren.

Het molecuul bleek goed te worden verdragen door de muizen, die na enkele weken geen nadelige effecten vertoonden. Co-auteur professor Ramon Vilar, van de afdeling Scheikunde van Imperial, zei: "Deze studie toont het potentieel aan dat op metaal gebaseerde moleculen hebben bij het voorkomen van amyloïde-β-aggregatie. De nieuwe verbinding zal nader worden onderzocht om vast te stellen of het ook de opbouw van amyloïde-β bij muizen kan voorkomen zonder ongewenste toxische bijwerkingen te hebben.”