Äskettäin kehitetty nanobody voi tunkeutua koviin aivosoluihin ja hoitaa Parkinsonin tautia

Äskettäin kehitetty nanobody voi tunkeutua koviin aivosoluihin ja hoitaa Parkinsonin tautia

Vasta-aineiksi kutsutut proteiinit auttavat immuunijärjestelmää löytämään vieraita taudinaiheuttajia ja hyökkäämään niihin. Vasta-aineiden miniversiot, joita kutsutaan nanobodeiksi -; luonnolliset yhdisteet eläinten, kuten laamojen ja haiden veressä -; tutkitaan autoimmuunisairauksien ja syövän hoitoon. Nyt Johns Hopkins Medicinen tutkijat ovat auttaneet kehittämään nanobodyn, joka pystyy selviytymään aivosolujen kovasta ulkopinnasta ja purkamaan epämuodostuneita proteiineja, jotka johtavat Parkinsonin tautiin, Lewyn kehon dementiaan ja muihin haitallisen proteiinin aiheuttamiin neurokognitiivisiin häiriöihin.

Tutkimus, joka julkaistiin 19. heinäkuuta Nature Communications -lehdessä, oli Johns Hopkins Medicinen tutkijoiden, FT Xiaobo Maon ja Ann Arborin Michiganin yliopiston tutkijoiden yhteistyö. Heidän tavoitteenaan oli löytää uudenlainen hoitomuoto, joka voisi kohdistaa nimenomaan epämuodostuneita proteiineja, joita kutsutaan alfa-synukleiiniksi, jotka pyrkivät kasautumaan yhteen ja hidastamaan aivosolujen sisäistä toimintaa. Uudet todisteet ovat osoittaneet, että alfa-synukleiinimöhkäleet voivat levitä suolesta tai nenästä aivoihin, mikä edistää taudin etenemistä.

Teoriassa vasta-aineilla on potentiaalia keskittyä paakkuuntelemaan alfa-synukleiiniproteiineja, mutta taudinaiheuttajia taistelevien yhdisteiden on vaikea tunkeutua aivosolujen ulkokuoreen. Puristaakseen aivosolujen kovien päällysteiden läpi tutkijat valitsivat nanobodit, vasta-aineiden pienemmän version.

Perinteisesti solun ulkopuolelle luodut nanokappaleet eivät voi suorittaa samaa tehtävää solun sisällä. Joten tutkijoiden täytyi tukea nanokappaleita, jotta ne pysyisivät vakaina aivosolussa. Tätä varten he modifioivat nanokappaleita geneettisesti vapauttaakseen ne kemiallisista sidoksista, jotka tyypillisesti hajoavat solussa. Testit osoittivat, että ilman sidoksia nanokappale pysyi vakaana ja pystyi silti sitoutumaan epämuodostuneeseen alfa-synukleiiniin.

Ryhmä teki seitsemän samantyyppistä nanokappaletta, jotka tunnetaan nimellä PFFNB:t, jotka voisivat sitoutua alfa-synukleiinimöykkyihin. Heidän luomistaan ​​nanokappaleista yksi on -; PFFNB2-; teki parhaan työnsä hohtaen alfa-synukleiinimöykkyjä yksittäisten molekyylien tai alfa-synukleiinin monomeerien sijaan. Alfa-synukleiinin monomeeriset versiot eivät ole haitallisia, ja niillä voi olla tärkeitä toimintoja aivosoluissa. Tutkijoiden oli myös selvitettävä, voisiko PFFNB2-nanobody pysyä vakaana ja toimia aivosoluissa. Ryhmä havaitsi, että PFFNB2 oli stabiili elävissä hiiren aivosoluissa ja kudoksissa ja osoitti vahvaa affiniteettia alfa-synukleiinimöykkyihin pikemminkin kuin yksittäisiin alfa-synukleiinimonomeereihin.

Lisäkokeet hiirillä osoittivat, että PFFNB2-nanobody ei voi estää alfa-synukleiinia kerääntymästä kokkareiksi, mutta se voi häiritä ja horjuttaa olemassa olevien möykkyjen rakennetta.

On huomattavaa, että indusoimme PFFNB2:n ilmentymistä aivokuoressa ja estimme alfa-synukleiinimöhkäleitä leviämästä hiiren aivokuoreen, alueelle, joka on vastuussa kognitiosta, liikkeestä, persoonasta ja muista korkeamman asteen prosesseista.

Ramhari Kumbhar, Ph.D., ensimmäinen kirjoittaja, tutkijatohtori, Johns Hopkins University School of Medicine

"PFFNB2:n menestys haitallisten alfa-synukleiinimöhkäleiden sitomisessa yhä monimutkaisemmissa ympäristöissä viittaa siihen, että nanobodi voi olla avain auttamaan tutkijoita tutkimaan näitä sairauksia ja viime kädessä kehittämään uusia hoitoja", sanoo neurologian apulaisprofessori Mao.

Lähde:

Johns Hopkinsin lääketiede