Valku jäljendav nanomaterjal võib ravida neurodegeneratiivseid haigusi
Viimati vaadatud: 14.06.2024
Kõik iLive'i sisu vaadatakse meditsiiniliselt läbi või seda kontrollitakse, et tagada võimalikult suur faktiline täpsus.
Meil on ranged allhanke juhised ja link ainult mainekate meediakanalite, akadeemiliste teadusasutuste ja võimaluse korral meditsiiniliselt vastastikuste eksperthinnangutega. Pange tähele, et sulgudes ([1], [2] jne) olevad numbrid on nende uuringute linkideks.
Kui tunnete, et mõni meie sisu on ebatäpne, aegunud või muul viisil küsitav, valige see ja vajutage Ctrl + Enter.
Uuest nanomaterjalist, mis jäljendab valkude käitumist, võib saada tõhus ravi Alzheimeri tõve ja teiste neurodegeneratiivsete haiguste korral. See nanomaterjal muudab kahe peamise valgu vastasmõju ajurakkudes, millel võib olla võimas ravitoime.
Uuenduslikud tulemused, mis avaldati hiljuti ajakirjas ajakirjas Advanced Materials, said võimalikuks tänu Wisconsini-Madisoni ülikooli teadlaste ja Northwesterni ülikooli nanomaterjalide inseneride koostööle..
Töö keskendub kahe valgu interaktsiooni muutmisele, mis arvatakse olevat seotud selliste haigustega nagu Alzheimeri tõbi, Parkinsoni tõbi ja amüotroofne lateraalskleroos (ALS).
Esimest valku nimetatakse Nrf2, mis on teatud tüüpi valk, mida nimetatakse transkriptsioonifaktoriks, mis lülitab rakkude sees geenid sisse ja välja.
Nrf2 üks olulisi funktsioone on selle antioksüdantne toime. Kuigi erinevad neurodegeneratiivsed haigused tekivad erinevatest patoloogilistest protsessidest, ühendab neid oksüdatiivse stressi toksiline toime neuronitele ja teistele närvirakkudele. Nrf2 võitleb selle toksilise stressiga ajurakkudes, aidates ära hoida haiguste teket.
Professor Jeffrey Johnson Wisconsini ülikooli-Madisoni farmaatsiakoolist koos abikaasa Delinda Johnsoniga, kes on kooli vanemteadur, on uurinud nrf2-d kui paljulubavat sihtmärki neurodegeneratiivsete haiguste ravimisel aastakümneid. 2022. Aastal avastasid Johnsonid ja nende kolleegid, et Nrf2 aktiivsuse suurendamine teatud tüüpi ajurakkudes, astrotsüütides, aitab kaitsta Alzheimeri hiiremudelite neuroneid, mille tulemuseks on märkimisväärne vähenemine. Mälukaotus.
Kuigi varasemad uuringud näitasid, et Nrf2 aktiivsuse suurendamine võib olla Alzheimeri tõve ravi aluseks, on teadlastel olnud raskusi selle valgu tõhusa sihtimisega ajus.
"Raske on narkootikume ajju saada, kuid väga raske on olnud leida ravimeid, mis aktiveeriksid Nrf2 ilma paljude kõrvalmõjudeta," ütleb Jeffrey Johnson.
Ja nüüd on ilmunud uus nanomaterjal. Valgulaadse polümeerina (PLP) tuntud sünteetiline materjal on loodud valkudega seonduma nii, nagu oleks see valk ise. Selle nanoskaala simulaatori lõi meeskond, mida juhtis Northwesterni ülikooli keemiaprofessor Nathan Giannekshi ja ülikooli rahvusvahelise nanotehnoloogia instituudi liige.
Giannecchi on välja töötanud mitu PLP-d erinevate valkude sihtimiseks. See konkreetne PLP on struktureeritud nii, et see muudaks interaktsiooni Nrf2 ja teise valgu, nimega Keap1, vahel. Nende valkude interaktsioon või rada on paljude seisundite ravimisel hästi tuntud sihtmärk, kuna Keap1 kontrollib, millal Nrf2 reageerib oksüdatiivsele stressile ja võitleb sellega. Tavatingimustes on Keap1 ja Nrf2 seotud, kuid stressi korral vabastab Keap1 Nrf2, et täita oma antioksüdantset funktsiooni.
"Just vestluse käigus mainisid Nathan ja tema kolleegid valgu interaktsioonide terapeutilisele sihtimisele keskendunud idufirmast Grove Biopharma Robertile, et nad kavatsevad sihtida nrf2," räägib Johnson. "Ja Robert ütles: "Kui kavatsete seda teha, võiksite helistada Jeff Johnsonile."
Varsti arutasid Johnsonid ja Giannenchi võimalust anda Wisconsini-Madisoni ülikooli laborile hiiremudeli ajurakud, mida on vaja Giannenchi nanomaterjali testimiseks.
Jeffrey Johnson ütleb, et oli algselt PLP-lähenemise suhtes pisut skeptiline, kuna ta ei tundnud seda ja üldist raskust ajurakkudes valkude täpse sihtimisega.
"Aga siis tuli üks Nathani õpilane siia ja kasutas seda meie rakkudes ja see töötas tõesti hästi," ütleb ta. "Siis me tõesti süvenesime sellesse."
Uuringus leiti, et Giannenchi PLP oli väga tõhus Keap1-ga seondumisel, mis vabastas Nrf2 akumuleerumisest raku tuumadesse, suurendades selle antioksüdantset funktsiooni. Oluline on see, et see ei põhjustanud soovimatuid kõrvalmõjusid, mis on kimbutanud teisi Nrf2 aktiveerimisstrateegiaid.
Kuigi seda tööd tehti kultuuris olevate rakkudega, plaanivad Johnson ja Giannenchi nüüd teha sarnaseid uuringuid neurodegeneratiivsete haiguste hiiremudelitega. See on uurimisteekond, mida nad ei oodanud, kuid on nüüd põnevil.
„Meil pole biomaterjalide tausta,” ütleb Delinda Johnson. "Nii et selle Northwesternist saamine ja seejärel bioloogia poole edasiarendamine siin Wisconsini ülikoolis näitab, et seda tüüpi koostöö on tõesti oluline."