A zöld teából és a rezveratrolból származó katekinek neuroprotektív tulajdonságokat mutatnak az Alzheimer-modellekben

A zöld teából és a rezveratrolból származó katekinek neuroprotektív tulajdonságokat mutatnak az Alzheimer-modellekben

A folyóiratban nemrég megjelent tanulmányban Szabad gyökök biológia és orvostudomány A kutatók neuroprotektív vegyületeket kerestek az Alzheimer-kór (AD) ellen.

Az Alzheimer-kór, amely a hatodik vezető halálok az Egyesült Államokban (USA), progresszív neurodegeneratív betegség, és az idősebb felnőttek demenciájának leggyakoribb oka. Egyre több bizonyíték utal arra, hogy a kórokozók egyes betegeknél amiloid kaszkádot, tau protein hiperfoszforilációt és ideggyulladást váltanak ki. Közelebbről, az 1-es típusú herpesz szimplex vírus (HSV) a szórványos AD (sporadikus AD) etiológiai ágense.

A HSV-1 egy neurotróf vírus, amelynek prevalenciája 67% a 14 és 49 év közötti amerikai egyénekben. A közelmúltban epidemiológiai tanulmányok összefüggést mutattak ki az antiherpetikus kezelések és a demencia alacsonyabb kockázata között. Korábban a szerzők laboratóriuma beszámolt a herpesz által kiváltott AD háromdimenziós (3D) humán kortikális agyszöveti modelljének kidolgozásáról, amely bizonyítékot szolgáltatott az AD HSV-1 okozta okozati összefüggésére.

Tanul: Neuroprotektív vegyületek szűrése a herpesz által kiváltott Alzheimer-kór sejtes és 3D szöveti modelljeiben. A fénykép forrása: bonchan / Shutterstock

A tanulmány és az eredmények

Jelen tanulmányban a kutatók az AD elleni neuroprotektív vegyületeket keresték. Humán indukált idegi őssejteket (hiNSC-ket) állítottunk elő közvetlen újraprogramozással humán fityma fibroblasztok felhasználásával. Ezeket a sejteket HSV-1-gyel fertőztük 0,0001 fertőzési többszörösen (MOI). Az emberi kérgi agyszövet 3D modelljeit hozták létre. A kísérleti vegyületeket a vírusos inokulummal egyidejűleg adtuk hozzá.

A 2D sejttenyészeteket 1 hétig tartottuk fenn, és feldolgoztuk az immunfestéshez és a génexpressziós elemzéshez, míg a 3D modelleket 10 napig tartottuk fenn, és feldolgoztuk a kalcium képalkotáshoz és immunfestéshez. Az immunfluoreszcenciát 2D tenyészetekben vagy 3D modellekben növesztett sejteken végeztük. A béta-amiloid (Aβ) plakkszerű képződmények relatív méretét és számát számszerűsítettük.

Az állítólagos neuroprotektív tulajdonságokkal rendelkező vegyületek könyvtárát az Élelmiszer- és Gyógyszerügyi Hatóság (FDA) által nem AD betegségek kezelésére jóváhagyott gyógyszerek, gyógynövény-/étrend-kiegészítők és táplálék-kiegészítők listájából állítottuk össze. Ezenkívül számos, az FDA által jóváhagyott gyógyszert tanulmányoztak, amelyek javítják vagy rontják a kognitív hanyatlást.

Az elsődleges 2D szűrést a 21 vegyületből álló teljes könyvtár felhasználásával végeztük a plakkszerű Aβ képződmények képződésének kimutatására, az AD mediátorok mRNS-transzkriptumaira (amiloid prekurzor protein [APP], presenilin 1 [PSEN1] és sejtmorfológia. A 2D képalkotó szűrés fő jelöltjeit 3D-s képalkotó vizsgálati tesztekkel, kalcium-képződmény-képződési tesztekkel és dendritikus szövetmodellekkel mutatták be.

A legtöbb vegyület nem csökkentette a HSV-1 által kiváltott plakkképződést, és nem vették figyelembe további vizsgálatokban. Csak a zöld tea katechinek, citikolin, ashwagandha kivonat, kurkumin, rezveratrol és metformin csökkentette a HSV által kiváltott plakk területét. Nevezetesen, az ashwagandhát a jelentős toxicitás miatt kizárták a további elemzésből.

A Citicoline csökkentette az Aβ plakk képződését 10 μM és 100 μM 2D tenyészetekben. A 3D szövetekben az Aβ plakk képződését hasonlóan csökkentette a citikolin kezelés. A sejtszám azonban észrevehető csökkenést mutatott a kevésbé összekapcsolt dendritikus hálózat mellett. A tüzelési sebesség szignifikánsan csökkent a fertőzött, de kezeletlen 3D szövetekben, és a citikolin kezelés megszüntette ezt a hatást.

A kurkumin kezelés csökkentette a plakkok számát és méretét a HSV-1-vel fertőzött 2D tenyészetekben. Ezenkívül a 100 μM kurkumin kezelés jelentős sejthalált okozott. A 10 μM kurkuminnal végzett kezelés visszaállította az APP és a PSEN1 expressziós szintjét a nem fertőzött szintre. Megjegyzendő, hogy a 3D szövetek kurkumin kezelése jelentős sejthalált okozott, ezért nem vizsgálták tovább.

A zöld tea katechinek 0,1 μg/ml-nél és 1 μg/ml-nél csökkentették a plakkképződést 2D sejttenyészetekben. A 3D-s szövetmodellekben a zöld tea katechinek hasonló csökkenést okoztak a plakk-terhelésben, mint a 2D-tenyészetekben, magas sejtéletképesség mellett. A metformin 10 μM és 1 mM koncentrációban is csökkentette a plakkképződést és megőrizte a sejtek életképességét.

A génexpresszió szignifikánsan alacsony APP szintet mutatott, de növelte a PSEN2 expressziót a vírussal fertőzött sejtekben. A metformin magas sejtéletképességet és plakkcsökkentést tartott fenn a 3D modellekben. A metformin azonban nem tudta megakadályozni a HSV-fertőzés által kiváltott csökkent tüzelési arányt.

A resveratrol mérsékelt csökkenést mutatott a plakkok számában 1 μM és 10 μM mellett, de 100 μM mellett teljesen elnyomta a plakkképződést anélkül, hogy befolyásolta volna a sejtek életképességét. A 3D-s szövetmodellek hasonló minimális toxicitást mutattak 100 μM-nál a plakkok jelentős csökkenésével, mint a 2D-s képernyőn.

Resveratrolban gazdag élelmiszerek. Fotó forrása: DIVA.photo / Shutterstock

Következtetések

Összefoglalva, a tanulmány a zöld tea katekineket és a resveratrolt ígéretes jelöltként azonosította a plakkellenes tulajdonságok, az AD elleni funkcionális neuroprotektív tulajdonságok és a minimális toxicitás tekintetében. Bár a citikolin és metformin kezelések plakk elnyomást és alacsony toxicitást mutattak, ezek a vegyületek nem védenek a HSV által kiváltott neuronális jelátviteli zavarok ellen. Összességében a tanulmány egy egyszerű platformot hozott létre az anti-AD vegyületek gyors szűrésére és jellemzésére 2D sejttenyészetekben és humán agykérgi szövet 3D modelljeiben.

Referencia:

• 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#!

.