Το νανοσωματικό που αναπτύχθηκε πρόσφατα μπορεί να διεισδύσει σε σκληρά εγκεφαλικά κύτταρα και να θεραπεύσει τη νόσο του Πάρκινσον

Το νανοσωματικό που αναπτύχθηκε πρόσφατα μπορεί να διεισδύσει σε σκληρά εγκεφαλικά κύτταρα και να θεραπεύσει τη νόσο του Πάρκινσον

Οι πρωτεΐνες που ονομάζονται αντισώματα βοηθούν το ανοσοποιητικό σύστημα να βρει και να επιτεθεί σε ξένα παθογόνα. Μίνι εκδόσεις αντισωμάτων που ονομάζονται νανοσώματα -? φυσικές ενώσεις στο αίμα ζώων όπως λάμα και καρχαρίες - μελετώνται για τη θεραπεία αυτοάνοσων νοσημάτων και καρκίνου. Τώρα οι ερευνητές στο Johns Hopkins Medicine βοήθησαν στην ανάπτυξη ενός νανοσώματος ικανού να περάσει το σκληρό εξωτερικό των εγκεφαλικών κυττάρων και να ξεμπερδέψει άμορφες πρωτεΐνες που οδηγούν στη νόσο του Πάρκινσον, την άνοια του σώματος Lewy και άλλες νευρογνωστικές διαταραχές που προκαλούνται από την επιβλαβή πρωτεΐνη.

Η μελέτη, που δημοσιεύτηκε στις 19 Ιουλίου στο Nature Communications, ήταν μια συνεργασία μεταξύ ερευνητών στο Johns Hopkins Medicine με επικεφαλής τον Xiaobo Mao, Ph.D., και επιστημόνων στο Πανεπιστήμιο του Michigan, Ann Arbor. Ο στόχος τους ήταν να βρουν έναν νέο τύπο θεραπείας που θα μπορούσε να στοχεύει συγκεκριμένα τις κακοσχηματισμένες πρωτεΐνες που ονομάζονται άλφα-συνουκλεΐνη, οι οποίες τείνουν να συσσωρεύονται και να κολλάνε τις εσωτερικές λειτουργίες των εγκεφαλικών κυττάρων. Νέα στοιχεία έχουν δείξει ότι οι μάζες της άλφα-συνουκλεΐνης μπορούν να εξαπλωθούν από το έντερο ή τη μύτη στον εγκέφαλο, οδηγώντας την εξέλιξη της νόσου.

Θεωρητικά, τα αντισώματα έχουν τη δυνατότητα να επικεντρωθούν στη συσσώρευση πρωτεϊνών άλφα-συνουκλεΐνης, αλλά οι ενώσεις που καταπολεμούν τα παθογόνα δυσκολεύονται να διεισδύσουν στο εξωτερικό κέλυφος των εγκεφαλικών κυττάρων. Για να πιέσουν μέσα από σκληρές επικαλύψεις εγκεφαλικών κυττάρων, οι ερευνητές επέλεξαν νανοσώματα, τη μικρότερη εκδοχή των αντισωμάτων.

Παραδοσιακά, τα νανοσώματα που δημιουργούνται έξω από το κύτταρο δεν μπορούν να εκτελέσουν την ίδια λειτουργία μέσα στο κύτταρο. Έτσι, οι ερευνητές έπρεπε να υποστηρίξουν τα νανοσώματα έτσι ώστε να παραμείνουν σταθερά σε ένα εγκεφαλικό κύτταρο. Για να γίνει αυτό, τροποποίησαν γενετικά τα νανοσώματα για να τα απελευθερώσουν από χημικούς δεσμούς που συνήθως διασπώνται μέσα σε ένα κύτταρο. Οι δοκιμές έδειξαν ότι χωρίς τους δεσμούς, το νανοσωμάτιο παρέμενε σταθερό και ήταν ακόμα σε θέση να δεσμευτεί για να παραμορφώσει την άλφα-συνουκλεΐνη.

Η ομάδα κατασκεύασε επτά παρόμοιους τύπους νανοσωμάτων, γνωστών ως PFFNBs, που θα μπορούσαν να συνδεθούν σε συστάδες άλφα-συνουκλεΐνης. Από τα νανοσώματα που δημιούργησαν, ένα είναι -? PFFNB2-; έκανε την καλύτερη δουλειά, δημιουργώντας συστάδες άλφα-συνουκλεΐνης παρά μεμονωμένα μόρια ή μονομερή άλφα-συνουκλεΐνης. Οι μονομερείς εκδόσεις της άλφα-συνουκλεΐνης δεν είναι επιβλαβείς και μπορεί να έχουν σημαντικές λειτουργίες στα εγκεφαλικά κύτταρα. Οι ερευνητές χρειάστηκε επίσης να προσδιορίσουν εάν το νανοσωματίδιο PFFNB2 θα μπορούσε να παραμείνει σταθερό και να λειτουργεί στα εγκεφαλικά κύτταρα. Η ομάδα διαπίστωσε ότι το PFFNB2 ήταν σταθερό σε ζωντανά εγκεφαλικά κύτταρα και ιστό ποντικού και έδειξε ισχυρή συγγένεια με συστάδες άλφα-συνουκλεΐνης παρά μεμονωμένα μονομερή άλφα-συνουκλεΐνης.

Πρόσθετες δοκιμές σε ποντίκια έδειξαν ότι το νανοσωμάτιο PFFNB2 δεν μπορεί να αποτρέψει τη συσσώρευση άλφα-συνουκλεΐνης σε συστάδες, αλλά μπορεί να διαταράξει και να αποσταθεροποιήσει τη δομή των υπαρχόντων συστάδων.

Αξιοσημείωτα, προκαλέσαμε έκφραση PFFNB2 στον φλοιό και αποτρέψαμε την εξάπλωση των συστάδων άλφα-συνουκλεΐνης στον εγκέφαλο του ποντικιού, την περιοχή που είναι υπεύθυνη για τη γνωστική λειτουργία, την κίνηση, την προσωπικότητα και άλλες διαδικασίες ανώτερης τάξης.»

Ramhari Kumbhar, Ph.D., συν-πρώτος συγγραφέας, μεταδιδακτορικός συνεργάτης, Johns Hopkins University School of Medicine

«Η επιτυχία του PFFNB2 στη δέσμευση επιβλαβών συστάδων άλφα-συνουκλεΐνης σε όλο και πιο περίπλοκα περιβάλλοντα υποδηλώνει ότι το νανοσωματίδιο θα μπορούσε να είναι το κλειδί για να βοηθήσει τους επιστήμονες να μελετήσουν αυτές τις ασθένειες και τελικά να αναπτύξουν νέες θεραπείες», λέει ο Μάο, αναπληρωτής καθηγητής νευρολογίας.

Πηγή:

Johns Hopkins Medicine