Alzheimerio liga: sintetiniai baltymai blokuoja toksinį beta-amiloidą
Alzheimerio liga yra negailestinga liga, kai toksiški beta-amiloido baltymų klasteriai kaupiasi smegenų ląstelėse. Dabar mokslininkai sukūrė sintetinį peptidą arba mažą baltymą, kuris gali blokuoti beta-amiloidą jo ankstyviausiose ir labiausiai kenksmingose stadijose.
Sintetinis peptidas, turintis tik 23 aminorūgštis, sulankstomas į struktūras, vadinamas alfa lakštais. Lakštai jungiasi prie ankstyvos stadijos mažų beta-amiloido gumulėlių ir sustabdo jų susidarymą didesnėmis masėmis.
Vašingtono universiteto (UW) Sietle ir kitų tyrimų centrų JAV komanda sukūrė ir gamino sintetinį peptidą, taip pat jį išbandė ląstelėse ir gyvūnuose.
Tyrimai parodė, kad alfa peptido lakštai sumažino toksinį beta-amiloido poveikį kultūringose žmogaus smegenų ląstelėse. Lakštai taip pat užblokavo ankstyvąsias beta-amiloido formas Alzheimerio ligos gyvūnų modeliuose.
Nacionalinės mokslų akademijos darbai netrukus bus pristatytas dokumentas apie tyrimą.
Tyrėjai teigia, kad išvados gali sukelti gydymą, kuris pašalina toksinį beta-amiloidą ankstyvosiose formose. Jie taip pat mato galimybę peptidą naudoti kaip Alzheimerio ligos diagnozės tyrimo pagrindą, kol nepasireiškia simptomai.
Beta-amiloido formos
Toksiškas beta-amiloidas yra skiriamasis Alzheimerio ligos požymis. Bet ne visos beta-amiloido formos yra toksiškos. Smegenų ląstelės arba neuronai gamina baltymą paprasta forma, vadinama monomeru. Beta-amiloido monomerų formos atlieka būtinus darbus smegenų ląstelėse.
Tačiau žmonėms, sergantiems Alzheimerio liga, beta-amiloidiniai monomerai susitelkia į oligomerus, kuriuose gali būti iki 12 monomerų.
Baltymų nuosėdų susidarymas yra tipiškas ligų požymis, kai baltymas nesugeba tinkamai susilenkti į formą, reikalingą jam atlikti savo darbą.
Sergant Alzheimerio liga, oligomerai toliau auga ilgesnėmis formomis, o vėliau galiausiai susidaro daug didesnės nuosėdos ar plokštelės.
Iš pradžių mokslininkai manė, kad plokštelės yra toksiškiausia beta-amiloido forma, sukelianti Alzheimerio ligos simptomus, tokius kaip atminties ir mąstymo galimybių praradimas.
Tačiau dėl didėjančių įrodymų vis daugiau ekspertų teigia, kad ankstesnės beta-amiloido oligomerų stadijos greičiausiai yra toksiškiausios smegenų ląstelėms.
Sintetinis peptidas nukreiptas į oligomerus
Tyrėjai sukūrė sintetinius alfa peptido lakštus, kad nukreiptų beta-amiloidą, kol jis yra oligomerų formavimo stadijoje.
"Tai yra", - sako atitinkama tyrimo autorė Valerie Daggett, kuri yra UW bioinžinerijos profesorė, - apie tam tikros toksiškų oligomerų suformuotos [beta-amiloido] struktūros nukreipimą ".
Tyrimas rodo, kad ji priduria, kad įmanoma sukurti sintetinių alfa peptidų lakštus, kurių struktūros „papildo“ beta-amiloido struktūras, nes jis įgauna toksinę formą, „palikdamas nepakitusius biologiškai aktyvius monomerus“.
Baltymų gamybos procesas ląstelėse ilgainiui sukuria įvairių 3D formų molekules. Pirmasis etapas apima ilgos grandinės sulankstymą į vieną iš kelių pagrindinių formų.
Prof. Daggetto komanda ankstesniame darbe atrado vieną tokią pagrindinę formą - alfa lapą -, kurioje jie modeliavo baltymų gamybą kompiuteriuose.
Neseniai atliktas tyrimas atskleidžia, kad beta-amiloidiniai oligomerai įgauna alfa lakšto formą, nes jie formuoja ilgesnius gumulus ir plokšteles.
Tai taip pat rodo, kad sintetinio alfa peptido lakštas jungiasi tik su beta-amiloido oligomero alfa lakštais ir tai neutralizuoja jų toksiškumą.
Didelis beta-amiloido oligomerų sumažėjimas
Komanda naudojo tradicinius ir pažangiausius spektroskopus, norėdama stebėti, kaip beta-amiloidas virto nuo monomerų iki oligomerų iki apnašų kultivuotose žmogaus smegenų ląstelėse.
Jie taip pat patvirtino, kad oligomerai labiau kenkia smegenų ląstelėms nei plokštelės. Ši išvada patvirtina tyrimus, kuriuose buvo nustatyta beta-amiloido plokštelių žmonių, nesergančių Alzheimerio liga, smegenyse.
Komanda parodė, kad smegenų audinio mėginių, gautų iš Alzheimerio ligos pelės modelio, apdorojimas sintetinio peptido alfa lakštais, beta-amiloido oligomerų sumažėjo 82 proc.
Be to, gydant gyvas peles alfa sintetinio peptido lakštais, per 24 valandas jų beta-amiloido oligomerų kiekis sumažėjo 40 procentų.
Komanda taip pat atliko kito įprasto Alzheimerio ligos modelio - kirmino - eksperimentus Caenorhabditis elegans. Tai parodė, kad gydymas sintetinio peptido alfa lakštais galėjo atitolinti paralyžius dėl beta-amiloido.
Apdoroti kirminai taip pat parodė mažiau žarnyno pažeidimų, kurie išsivysto maitinantis bakterijas, kurios gamina beta-amiloidą.
Galiausiai mokslininkai parodė, kad bandant beta-amiloido oligomerų kiekį, galima naudoti sintetinio peptido alfa lakštus.
Prof. Daggett ir jos komanda jau eksperimentuoja su naujomis sintetinių peptidų alfa lakštų versijomis, norėdami rasti tuos, kurie dar efektyviau gali neutralizuoti beta-amiloidinius oligomerus.
"[Beta-amiloidas] neabejotinai vaidina pagrindinį vaidmenį sergant Alzheimerio liga, tačiau, nors istoriškai dėmesys buvo skiriamas plokštelėms, vis daugiau tyrimų vietoj to rodo, kad amiloido beta oligomerai yra toksiniai veiksniai, kurie sutrikdo neuronus."
Prof. Valerie Daggett
