Cząsteczki oparte na metalach dają nadzieję na przeciwdziałanie gromadzeniu się peptydów Alzheimera

Cząsteczki oparte na metalach dają nadzieję na przeciwdziałanie gromadzeniu się peptydów Alzheimera

W testach laboratoryjnych naukowcy z Imperial stworzyli cząsteczkę opartą na metalu, która hamuje tworzenie się peptydu związanego z chorobą Alzheimera.

Peptyd jest fragmentem białka, a jedną z kluczowych cech charakterystycznych choroby Alzheimera jest nagromadzenie specyficznego peptydu znanego jako amyloid-β. Zespół wykazał, że za pomocą ultradźwięków ich cząsteczka może przekroczyć barierę krew-mózg u myszy, celując w tę część mózgu, w której najczęściej gromadzi się szkodliwy peptyd.

Choroba Alzheimera jest najczęstszą postacią demencji, dotykającą około 50 milionów ludzi na całym świecie. Istnieje pilna potrzeba opracowania leków, które mogą zapobiegać lub odwracać skutki tej wyniszczającej choroby.

Niektóre cząsteczki oparte na metalach zostały wcześniej zaprojektowane tak, aby zapobiegać gromadzeniu się amyloidu-β. Jednak często są one toksyczne dla komórek lub nie są w stanie przekroczyć bariery krew-mózg (BBB) ​​– półprzepuszczalnej bariery ochronnej, która dokładnie reguluje przepływ substancji wchodzących i wychodzących z mózgu.

Teraz zespół z Wydziałów Chemii i Bioinżynierii Imperial College London zaprojektował cząsteczkę opartą na metalu, która jest wysoce skuteczna w zapobieganiu gromadzeniu się amyloidu-β w badaniach laboratoryjnych.

Wykazali również, że cząsteczka jest nietoksyczna dla komórek podobnych do ludzkiego mózgu i że może przekraczać barierę krew-mózg u myszy za pomocą techniki wykorzystującej mikropęcherzyki i skoncentrowane ultradźwięki. Wyniki są publikowane w czasopiśmie Nauki chemiczne.

Cząsteczki oparte na metalach dają nadzieję na przeciwdziałanie gromadzeniu się peptydów Alzheimera

Nieinwazyjny i nietoksyczny

Pierwszy autor Tiffany Chan z Wydziału Chemii i Bioinżynierii w Imperial powiedział: „Bardzo niewiele cząsteczek opartych na metalach zostało zbadanych jako potencjalne inhibitory gromadzenia się amyloidu-β z powodu problemów z toksycznością i trudnościami w przekraczaniu bariery krew-mózg.

„Opracowana przez nas cząsteczka jest w stanie zakłócać działanie amyloidu-β i wydaje się nietoksyczna, a także może być dostarczana przez barierę krew-mózg za pomocą ultradźwięków, co oznacza, że ​​nie jest potrzebna inwazyjna procedura”.

Cząsteczka jest skupiona wokół metalicznego kobaltu, otoczonego cząsteczkami organicznymi, które tworzą kompleks, który wiąże się z peptydami amyloidu-β, zapobiegając ich wzajemnemu wiązaniu i gromadzeniu się. Cząsteczka zawiera również grupy chemiczne, które zapobiegają wchłanianiu jej do ludzkich komórek nerwowych, zmniejszając jej toksyczność.

Cząsteczki oparte na metalach dają nadzieję na przeciwdziałanie gromadzeniu się peptydów Alzheimera

Aby zademonstrować, że cząsteczka może przejść przez BBB, zespół zastosował technikę polegającą na wstrzyknięciu cząsteczki wraz z mikropęcherzykami do żył myszy. Kiedy ultradźwięki są kierowane na mózg, mikropęcherzyki szybko poruszają się tam iz powrotem, otwierając BBB i umożliwiając cząsteczce wniknięcie do mózgu w nieinwazyjny i ukierunkowany sposób.

Zespół był w stanie skoncentrować ultradźwięki na obszarze hipokampa mózgu, na który często silnie wpływa nagromadzenie amyloidu-β we wczesnych stadiach choroby Alzheimera. Byli również w stanie wykazać, jak precyzyjne może być celowanie ultradźwiękowe, dostarczając cząsteczkę tylko do lewego hipokampa.

Wykazano, że cząsteczka była dobrze tolerowana przez myszy, które po kilku tygodniach nie wykazywały żadnych negatywnych skutków. Współautor, profesor Ramon Vilar z Wydziału Chemii w Imperial, powiedział: „To badanie pokazuje potencjał, jaki cząsteczki oparte na metalach mają w zapobieganiu agregacji amyloidu-β. Nowy związek zostanie dokładniej zbadany, aby ustalić, czy może również zapobiegać gromadzeniu się amyloidu-β u myszy bez niepożądanych toksycznych skutków ubocznych”.