Žaliosios arbatos ir resveratrolio katechinai pasižymi neuroprotekcinėmis savybėmis Alzheimerio ligos modeliuose

Žaliosios arbatos ir resveratrolio katechinai pasižymi neuroprotekcinėmis savybėmis Alzheimerio ligos modeliuose

Neseniai žurnale paskelbtame tyrime Laisvųjų radikalų biologija ir medicina Tyrėjai ieškojo neuroprotekcinių junginių nuo Alzheimerio ligos (AD).

Alzheimerio liga, šeštoji pagrindinė mirties priežastis Jungtinėse Valstijose (JAV), yra progresuojanti neurodegeneracinė liga ir dažniausia vyresnio amžiaus žmonių demencijos priežastis. Vis daugiau įrodymų rodo, kad patogenai kai kuriems pacientams sukelia amiloido kaskadą, tau baltymų hiperfosforilinimą ir neurouždegimą. Visų pirma, 1 tipo herpes simplex virusas (HSV) buvo susijęs su sporadinio AD (sAD) etiologiniu veiksniu.

HSV-1 yra neurotrofinis virusas, kurio paplitimas yra 67% JAV asmenų nuo 14 iki 49 metų amžiaus. Neseniai epidemiologiniai tyrimai parodė ryšį tarp antiherpetinio gydymo ir mažesnės demencijos rizikos. Anksčiau autorių laboratorija pranešė apie trijų dimensijų (3D) žmogaus žievės smegenų audinio modelio sukūrimą dėl herpeso sukelto AD, kuris pateikė įrodymų apie AD priežastinį ryšį su HSV-1.

Sužinokite: Neuroprotekcinių junginių patikra herpeso sukeltos Alzheimerio ligos ląstelių ir 3D audinių modeliuose. Nuotraukų kreditas: bonchan / Shutterstock

Tyrimas ir rezultatai

Šiame tyrime mokslininkai ieškojo neuroprotekcinių junginių nuo AD. Žmogaus sukeltos nervinės kamieninės ląstelės (hiNSC) buvo sukurtos tiesiogiai perprogramuojant, naudojant žmogaus apyvarpės fibroblastus. Šios ląstelės buvo užkrėstos HSV-1, kai infekcijos dažnis (MOI) buvo 0, 0001. Buvo sukurti 3D žmogaus žievės smegenų audinio modeliai. Eksperimentiniai junginiai buvo pridedami kartu su viruso inokuliu.

2D ląstelių kultūros buvo palaikomos 1 savaitę ir apdorotos imuniniam dažymui ir genų ekspresijos analizei, o 3D modeliai buvo palaikomi 10 dienų ir apdoroti kalcio vaizdavimui ir imuniniam dažymui. Imunofluorescencija buvo atlikta ląstelėms, išaugintoms 2D kultūrose arba 3D modeliuose. Santykinis beta amiloido (Aβ) plokštelių pavidalo darinių dydis ir skaičius buvo kiekybiškai įvertinti.

Junginių, turinčių tariamų neuroprotekcinių savybių, biblioteka buvo sudaryta iš Maisto ir vaistų administracijos (FDA) patvirtintų vaistų nuo ne AD ligų, vaistažolių / maisto papildų ir maistinių medžiagų sąrašo. Be to, buvo tiriami įvairūs FDA patvirtinti vaistai, kurie pagerina arba pablogina pažinimo nuosmukį.

Pirminis 2D ekranas buvo atliktas naudojant visą 21 junginio biblioteką, siekiant įvertinti į apnašas panašių Aβ darinių susidarymą, AD mediatorių (amiloido pirmtako baltymo [APP], presenilino 1 [PSEN1] ir ląstelių morfologijos) mRNR nuorašus ir ląstelių morfologiją. Pagrindiniai kandidatai iš 2D ekrano buvo analizuojami naudojant 3D audinių vientisumo, dendrių ir į kalcio senėjimą panašaus audinio formavimosi modelius.

Daugumai junginių nepavyko sumažinti HSV-1 sukeltų apnašų susidarymo ir nebuvo svarstomi tolesniems tyrimams. Tik žaliosios arbatos katechinai, citikolinas, ashwagandha ekstraktas, kurkuminas, resveratrolis ir metforminas sumažino HSV sukeltą apnašų plotą. Pažymėtina, kad ashwagandha nebuvo įtraukta į tolesnę analizę dėl didelio toksiškumo.

Citicolinas sumažino Aβ apnašų susidarymą esant 10 μM ir 100 μM 2D kultūrose. 3D audiniuose Aβ plokštelių susidarymas buvo panašiai sumažintas gydant citikolinu. Tačiau pastebimai sumažėjo ląstelių skaičius kartu su mažiau sujungtu dendritiniu tinklu. Užkrėstuose, bet neapdorotuose 3D audiniuose degimo greitis buvo žymiai sumažintas, o gydymas citikolinu panaikino šį poveikį.

Gydymas kurkuminu sumažino plokštelių skaičių ir dydį HSV-1 užkrėstose 2D kultūrose. Be to, gydymas kurkuminu 100 μM sukėlė reikšmingą ląstelių mirtį. Gydymas 10 μM kurkuminu atkūrė APP ir PSEN1 ekspresijos lygius iki neužkrėsto lygio. Pažymėtina, kad 3D audinių gydymas kurkuminu sukėlė didelę ląstelių mirtį, todėl nebuvo toliau tiriamas.

Žaliosios arbatos katechinai sumažino apnašų susidarymą esant 0,1 μg/ml ir 1 μg/ml 2D ląstelių kultūrose. 3D audinių modeliuose žaliosios arbatos katechinai sumažino apnašų naštą panašiai kaip ir 2D kultūrose, su dideliu ląstelių gyvybingumu. Metforminas taip pat sumažino apnašų susidarymą ir išsaugojo ląstelių gyvybingumą, kai koncentracija buvo 10 μM ir 1 mM.

Genų ekspresija parodė žymiai žemą APP lygį, tačiau padidino PSEN2 ekspresiją virusu užkrėstose ląstelėse. Metforminas išlaikė didelį ląstelių gyvybingumą ir sumažino apnašas 3D modeliuose. Tačiau metforminas negalėjo užkirsti kelio HSV infekcijos sukeltam sumažėjusiam šūvių dažniui.

Resveratrolis parodė vidutinį apnašų skaičiaus sumažėjimą esant 1 μM ir 10 μM, tačiau visiškai nuslopino apnašų susidarymą esant 100 μM, nedarant įtakos ląstelių gyvybingumui. 3D audinių modeliai parodė panašų minimalų toksiškumą esant 100 μM ir žymiai sumažino apnašas, kaip ir 2D ekrane.

Maisto produktai, kuriuose gausu resveratrolio. Nuotraukų kreditas: DIVA.photo / Shutterstock

Išvados

Apibendrinant galima teigti, kad tyrimas nustatė, kad žaliosios arbatos katechinai ir resveratrolis yra perspektyvūs kandidatai nuo apnašų, funkcinių neuroprotekcinių savybių nuo AD ir minimalaus toksiškumo. Nors gydymas citikolinu ir metforminu parodė apnašų slopinimą ir mažą toksiškumą, šie junginiai neapsaugo nuo HSV sukeltų neuronų signalizacijos sutrikimų. Apskritai tyrimas sukūrė paprastą platformą greitam anti-AD junginių patikrinimui ir apibūdinimui 2D ląstelių kultūrose ir žmogaus žievės audinio 3D modeliuose.

Nuoroda:

• 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#!

.