Vihreän teen ja resveratrolin katekiinit osoittavat hermoja suojaavia ominaisuuksia Alzheimerin malleissa

Vihreän teen ja resveratrolin katekiinit osoittavat hermoja suojaavia ominaisuuksia Alzheimerin malleissa

Äskettäin lehdessä julkaistussa tutkimuksessa Vapaiden radikaalien biologia ja lääketiede Tutkijat etsivät hermostoa suojaavia yhdisteitä Alzheimerin tautia (AD) vastaan.

Alzheimerin tauti, kuudenneksi yleisin kuolinsyy Yhdysvalloissa (USA), on etenevä hermostoa rappeuttava sairaus ja yleisin iäkkäiden aikuisten dementian syy. Yhä useammat todisteet viittaavat siihen, että patogeenit laukaisevat joillakin potilailla amyloidikaskadin, tau-proteiinin hyperfosforylaation ja hermotulehduksen. Erityisesti herpes simplex -virus (HSV) tyyppi 1 on osallisena etiologisena tekijänä satunnaisessa AD:ssa (sAD).

HSV-1 on neurotrofinen virus, jonka esiintyvyys on 67 % yhdysvaltalaisilla 14–49-vuotiailla henkilöillä. Viime aikoina epidemiologiset tutkimukset ovat raportoineet yhteyksistä antiherpeettisten hoitojen ja pienemmän dementiariskin välillä. Aiemmin tekijöiden laboratorio raportoi kolmiulotteisen (3D) ihmisen aivokuoren aivokudosmallin kehittämisestä herpes-indusoidulle AD:lle, mikä tarjosi todisteita AD:n syy-yhteydestä HSV-1:n aiheuttamana.

Oppia: Hermosuojaa suojaavien yhdisteiden seulonta herpes-indusoidun Alzheimerin taudin solu- ja 3D-kudosmalleissa. Kuvan luotto: bonchan / Shutterstock

Tutkimus ja tulokset

Tässä tutkimuksessa tutkijat etsivät neuroprotektiivisia yhdisteitä AD:ta vastaan. Ihmisen indusoimat hermoston kantasolut (hiNSC:t) tuotettiin suoraan uudelleenohjelmoimalla käyttämällä ihmisen esinahan fibroblasteja. Nämä solut infektoitiin HSV-1:llä infektiokertoimella (MOI) 0,0001. Ihmisen kortikaalisesta aivokudoksesta luotiin 3D-malleja. Kokeelliset yhdisteet lisättiin samanaikaisesti virussiirrosteen kanssa.

2D-soluviljelmiä ylläpidettiin 1 viikko ja käsiteltiin immunovärjäystä ja geeniekspressioanalyysiä varten, kun taas 3D-malleja ylläpidettiin 10 päivää ja käsiteltiin kalsiumkuvausta ja immunovärjäystä varten. Immunofluoresenssi suoritettiin soluille, joita kasvatettiin 2D-viljelmissä tai 3D-malleissa. Beeta-amyloidin (Aβ) plakin kaltaisten muodostumien suhteellinen koko ja lukumäärä määritettiin.

Kirjasto yhdisteistä, joilla on oletettuja hermostoa suojaavia ominaisuuksia, koottiin luettelosta Food and Drug Administrationin (FDA) hyväksymistä lääkkeistä ei-AD-sairauksiin, yrtti-/ravintolisistä ja ravintoaineista. Lisäksi on tutkittu erilaisia ​​FDA:n hyväksymiä lääkkeitä, jotka parantavat tai pahentavat kognitiivista heikkenemistä.

Ensisijainen 2D-seulonta suoritettiin käyttämällä koko 21 yhdisteen kirjastoa plakin kaltaisten Aβ-muodostelmien muodostumisen arvioimiseksi, AD-välittäjien mRNA-transkriptit (amyloidiprekursoriproteiini [APP], preseniliini 1 [PSEN1] ja solumorfologia. 2D-seulon tärkeimmät ehdokkaat analysoitiin 3D-malleissa kalsiumin kaltaisissa kudosmalleissa plakkien, plakkien ja ikääntymisen kaltaisissa kudosmalleissa).

Useimmat yhdisteet eivät pystyneet vähentämään HSV-1:n aiheuttamaa plakin muodostumista, eikä niitä harkittu lisätutkimuksissa. Vain vihreän teen katekiinit, citikoliini, ashwagandha-uute, kurkumiini, resveratroli ja metformiini vähensivät HSV:n aiheuttamaa plakkia. Erityisesti ashwagandha jätettiin lisäanalyysin ulkopuolelle merkittävän myrkyllisyyden vuoksi.

Citikoliini vähensi Aβ-plakin muodostumista 10 μM ja 100 μM 2D-viljelmissä. 3D-kudoksissa Ap-plakin muodostuminen väheni samalla tavalla citikoliinikäsittelyllä. Solujen määrä kuitenkin väheni huomattavasti, ja dendriittiverkko väheni. Tulinopeus pieneni merkittävästi infektoituneissa, mutta käsittelemättömissä 3D-kudoksissa, ja hoito citikoliinilla poisti tämän vaikutuksen.

Kurkumiinikäsittely vähensi plakkien määrää ja kokoa HSV-1-infektoituneissa 2D-viljelmissä. Lisäksi kurkumiinikäsittely 100 μM:lla aiheutti merkittävän solukuoleman. Käsittely 10 μM kurkumiinilla palautti APP- ja PSEN1-ilmentymistasot tartuttamattomille tasoille. On huomattava, että 3D-kudosten kurkumiinikäsittely aiheutti merkittävää solukuolemaa, eikä sitä siksi tutkittu enempää.

Vihreän teen katekiinit vähensivät plakin muodostumista pitoisuuksilla 0,1 μg/ml ja 1 μg/ml 2D-soluviljelmissä. 3D-kudosmalleissa vihreän teen katekiinit aiheuttivat samanlaisen plakin vähenemisen kuin 2D-viljelmissä, joilla oli korkea solujen elinkelpoisuus. Metformiini vähensi myös plakin muodostumista ja säilytti solujen elinkelpoisuuden pitoisuuksilla 10 µM ja 1 mM.

Geeniekspressio osoitti merkittävästi alhaisia ​​APP-tasoja, mutta lisäsi PSEN2-ilmentymistä viruksen infektoiduissa soluissa. Metformiini säilytti korkean solujen elinkelpoisuuden ja plakin vähenemisen 3D-malleissa. Metformiini ei kuitenkaan pystynyt estämään HSV-infektion aiheuttamaa alentunutta laukaisunopeutta.

Resveratroli vähensi kohtalaisesti plakkien lukumäärää annoksilla 1 µM ja 10 µM, mutta esti plakin muodostumisen kokonaan 100 µM:lla vaikuttamatta solujen elinkelpoisuuteen. 3D-kudosmallit osoittivat samanlaista minimaalista toksisuutta 100 μM:lla ja plakkien merkittävää vähenemistä kuin 2D-näytössä.

Ruoat, joissa on runsaasti resveratrolia. Kuvan luotto: DIVA.photo / Shutterstock

Johtopäätökset

Yhteenvetona voidaan todeta, että tutkimuksessa tunnistettiin vihreän teen katekiinit ja resveratroli lupaaviksi ehdokkaiksi plakkia ehkäiseviin ominaisuuksiin, toiminnallisiin neuroprotektiivisiin ominaisuuksiin AD:tä vastaan ​​ja minimaaliseen toksisuuteen. Vaikka citikoliini- ja metformiinihoidot osoittivat plakin suppressiota ja alhaista toksisuutta, nämä yhdisteet eivät suojanneet HSV:n aiheuttamilta hermosolujen signaloinnin häiriöiltä. Kaiken kaikkiaan tutkimus loi yksinkertaisen alustan anti-AD-yhdisteiden nopeaan seulomiseen ja karakterisointiin 2D-soluviljelmissä ja ihmisen aivokuoren kudoksen 3D-malleissa.

Viite:

• Silveira IA, Mullis AS, Cairns DM, et al. Screening neuroprotektiver Verbindungen in Zell- und 3D-Gewebemodellen der Herpes-induzierten Alzheimer-Krankheit. Free Radical Biology and Medicine, 2022. DOI: 10.1016/j.freeradbiomed.2022.05.002, https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0891584922001770?via%3Dihub#!

.