Alzheimer-kór: A szintetikus fehérje blokkolja a mérgező béta-amiloidot
Az Alzheimer-kór könyörtelen betegség, amelyben a béta-amiloid fehérje toxikus csoportjai gyűlnek össze az agysejtekben. A tudósok most egy olyan szintetikus peptidet vagy kis fehérjét terveztek, amely képes blokkolni a béta-amiloidot annak korai és legártalmasabb szakaszában.
A csak 23 aminosavat tartalmazó szintetikus peptid alfa-lapoknak nevezett szerkezetekké hajtódik össze. A lapok a béta-amiloid korai stádiumú, kis csomóihoz kötődnek, és megakadályozzák, hogy nagyobb tömegeket képezzenek.
A Seattle-i Washington Egyetem (UW) és az Egyesült Államok más kutatóközpontjai egy csapata megtervezte és előállította a szintetikus peptidet, és sejtekben és állatokban is tesztelte.
A tesztek azt mutatták, hogy a peptid alfa-lapjai csökkentették a béta-amiloid toxikus hatását a tenyésztett emberi agysejtekben. A lapok az Alzheimer-kór állatmodelljeiben is blokkolták a béta-amiloid korai formáit.
A A Nemzeti Tudományos Akadémia közleményei hamarosan bemutat egy cikket a tanulmányról.
A kutatók szerint az eredmények olyan kezelésekhez vezethetnek, amelyek eltávolítják a toxikus béta-amiloidot annak korai formájában. Azt is látják, hogy a peptid felhasználható az Alzheimer-kór diagnosztizálására szolgáló teszt alapjaként, még a tünetek megjelenése előtt.
Béta-amiloid formák
A toxikus béta-amiloid az Alzheimer-kór megkülönböztető jegye. De a béta-amiloid nem minden formája mérgező. Az agysejtek vagy neuronok a fehérjét monomernek nevezett egyszerű formában állítják elő. A béta-amiloid monomer formái alapvető feladatokat végeznek az agysejtekben.
Az Alzheimer-kórban szenvedőknél azonban a béta-amiloid monomerek oligomerekké csoportosulnak, amelyek akár 12 monomert is tartalmazhatnak.
A fehérje-lerakódások kialakulása tipikus jellemzője azoknak a betegségeknek, amelyekben egy fehérje nem hajlik megfelelően a munkájának elvégzéséhez szükséges alakba.
Az Alzheimer-kórban az oligomerek tovább nőnek hosszabb formává, majd végül sokkal nagyobb lerakódásokat vagy plaketteket képeznek.
Eleinte a tudósok úgy gondolták, hogy a plakkok a legmérgezőbb béta-amiloid formák, amelyek Alzheimer-kór tüneteit produkálják, például memóriavesztést és gondolkodási képességet.
A növekvő bizonyítékok miatt azonban egyre több szakértő javasolja, hogy a béta-amiloid korábbi oligomer szakaszai valószínűleg a legmérgezőbbek az agysejtekre.
A szintetikus peptid megcélozza az oligomereket
A kutatók úgy tervezték meg a szintetikus peptid alfa lapokat, hogy azok a béta-amiloidot megcélozzák, miközben az oligomerképző szakaszban van.
"Ez" - mondja Valerie Daggett, az UW biomérnöki tanszékének professzora, a toxikus oligomerek által létrehozott [béta-amiloid] specifikus szerkezetének megcélzásáról. "
A tanulmány azt mutatja, hozzáteszi, hogy lehetséges olyan szintetikus peptid alfa lapok kidolgozása, amelyek szerkezete "kiegészíti" a béta-amiloid szerkezetét, mivel toxikus formát ölt, miközben "a biológiailag aktív monomereket érintetlenül hagyja".
A fehérjék előállításának folyamata a sejtekben végül különböző 3D alakú molekulákat állít elő. Ennek első szakaszában a hosszú láncot több alapvető alakzat egyikébe hajtják.
Daggett professzor csapata egy olyan alapalakot - az alfa lapot - fedezett fel egy korábbi munkájában, amelyben a fehérjék termelését szimulálták számítógépeken.
A legutóbbi tanulmányból kiderül, hogy a béta-amiloid oligomerek felveszik az alfa-lemez alakját, mivel hosszabb csomókat és plaketteket képeznek.
Ez azt is mutatja, hogy a szintetikus peptid alfa lemez csak a béta-amiloid oligomer alfa lemezekhez kötődik, és ez semlegesíti azok toxicitását.
Nagy csökkenés a béta-amiloid oligomerekben
A csapat hagyományos és a legmodernebb spektroszkópokkal figyelte, hogyan halad a béta-amiloid a monomerekből az oligomerekké a tenyésztett emberi agysejtekben lévő plakkokká.
Azt is megerősítették, hogy az oligomerek károsabbak az agysejtekre, mint a plakkok. Ez a megállapítás alátámasztja azokat a vizsgálatokat, amelyek béta-amiloid plakkokat találtak az Alzheimer-kór nélküli emberek agyában.
A csapat kimutatta, hogy az Alzheimer-kór egérmodelljéből származó agyszövet mintáinak szintetikus peptid alfa lemezekkel történő kezelése a béta-amiloid oligomerek 82 százalékos csökkenéséhez vezetett.
Ezenkívül az élő egerek szintetikus peptid alfa lemezekkel történő kezelése 24 órán belül 40% -kal csökkentette a béta-amiloid oligomer szintjüket.
A csapat kísérleteket végzett az Alzheimer-kór másik gyakori modelljével, a féreggel is Caenorhabditis elegans. Ezek azt mutatták, hogy a szintetikus peptid alfa-lapjaival történő kezelés késleltethette a béta-amiloid okozta bénulást.
A kezelt férgek kevesebb bélkárosodást mutattak ki, amelyek akkor alakulnak ki, amikor béta-amiloidot termelő baktériumokkal táplálkoznak.
Végül a kutatók kimutatták, hogy szintetikus peptid alfa lemezeket lehet használni a béta-amiloid oligomerek szintjének tesztelésére.
Prof. Daggett és csapata már kísérletezik a szintetikus peptid alfa lemezek új verzióival, hogy megtalálják azokat, amelyek még hatékonyabban képesek semlegesíteni a béta-amiloid oligomereket.
"A [béta-amiloid] határozottan vezető szerepet játszik az Alzheimer-kórban, de bár történelmileg figyelem fordult a plakkokra, egyre több kutatás jelzi, hogy az amiloid béta-oligomerek azok a toxikus szerek, amelyek megzavarják az idegsejteket."
Prof. Valerie Daggett
