Микрочастицы могут помочь бороться с болезнью Альцгеймера и другими нейродегенеративными заболеваниями

19-09-2013

Микрочастицы могут помочь бороться с болезнью Альцгеймера и другими нейродегенеративными заболеваниями
Доктор хим инженерии Института Мичигана (University of Michigan) Николай Котов (Nicholas Kotov) считает, что разработанные специально микрочастицы соответственных размеров и формы могут стать ключом к борьбе с бляшками, разрушающими нейроны и вызывающими симптомы, ассоциируемые с заболеванием Альцгеймера.Сначала заболевания Альцгеймера бета-амилоид скапливается в центрах мозга, где формируется новенькая память.

По мере прогрессирования заболевания эти ядовитые куски белка заблокируют нейромедиаторы и препятствуют достижению ими рецепторов нейронов. Надежда на микрочастицы основывается на их возможности имитировать некие био функции и просачиваться через гематоэнцефалический барьер, что позволяет им останавливать рост блокирующих нейроны фибрилл лучше, чем фармацевтические препараты, которые могут сдерживать некие варианты маленьких пептидов, антитела и белки – такие как сывороточный альбумин.

Такие микрочастицы могут завлекать и захватывать цитотоксичные олигомеры амилоидных пептидов и длинноватые фибриллы, которые, как понятно, образуют бляшки при нейродегенеративных заболеваниях.
В ближайшее время микрочастицы изучаются в качестве инструмента для защиты мозга от нейротоксичных белков, способных заносить вклад в начало развития нескольких разных нейродегенеративных болезней, включая болезнь Альцгеймера.

Такие белки, а именно, бета-амилоидные пептиды, играют определенную роль в отложении фибриновых бляшек в мозге, повреждающих синапсы (контакты меж нервными клеточками), и ведут к понижению когнитивных возможностей человека.
В исследовании, опубликованном в прошлом месяце в журнале Angewandte Chemie International Edition, исследователи описывают подавление фибрилляции при помощи наночастиц теллурида кадмия (CdTe), имеющих тетраэдрическую форму и отрицательный заряд.

«Мы решили посмотреть, как неорганические материалы могут повлиять на фибрилляцию амилоидных пептидов – небольших близких к белкам структур, образующих протяженные скопления, выглядящие как нановолокна», – говорит профессор Котов, руководивший исследованием. «Как амилоидные пептиды, так и наночастицы обладают выраженной способностью к самосборке в фибриллы. Мы были готовы к любому действию, оказываемому наночастицами на образование амилоидных фибрилл.Хотя нанотехнологический подход обладает большим потенциалом, существует много проблем, включая подбор материала для наночастиц, который вместе с эффективностью должен демонстрировать биосовместимость и отсутствие токсичности.

Более важно, что некоторые из уже изученных наночастиц, включая квантовые точки и углеродные нанотрубки, фактически скорее способствуют и даже ускоряют образование фибрилл, чем предотвращают его.
Ученые междисциплинарной группы из Университета Мичигана и южно-корейского Национального университета Kyungpook (Kyungpook National University) утверждают, что им удалось устранить, по крайней мере, некоторые из недостатков нанотехнологического подхода к блокированию бета-амилоидных пептидов.Обычные препараты для замедления прогрессии заболевания Альцгеймера связываются с амилоидными пептидами в соотношении 1:1 и малоэффективны. (В текущее время на рынке нет препаратов, способных вылечить болезнь Альцгеймера).

Невзирая на то, что такие соединения, как показано, препятствуют образованию фибрилл, ученые уповают, что неорганические микрочастицы будут делать это более эффективно. Наночастицы могут ингибировать фибрилляцию амилоидного пептида в ничтожно малых количествах и с гораздо большим эффектом.

Одна наночастица может захватить больше 100 амилоидных пептидов.
И были очень рады наблюдать удивительный эффект подавления их образования, который открывает дорогу новым подходам к разработке лекарственных препаратов для предотвращения болезни Альцгеймера».

Несмотря на то, что наночастицы теллурида кадмия не являются биосовместимыми и токсичны для организма, ученые выбрали их так как по размеру, электрическому заряду и поведению они напоминают некоторые из белков, доказавших свою эффективность в блокировании процесса фибрилляции. При помощи таких белков человеческий организм пытается предотвратить прогрессирование болезни Альцгеймера.

Кроме того, за плечами профессора Котова и его коллег многолетний опыт работы с этим материалом, и они хорошо знают его способность к самосборке. Для воздействия на фибрилляцию большое значение имеют размер и форма наночастиц.

Например, округлая форма (как у углеродных нанотрубок) усиливает этот процесс. Но когда короткая цепочка амилоидных пептидов обертывается вокруг тетраэдрической наночастицы, ее острые кромки искажают их форму, предотвращая связывание с цепочкой дополнительных пептидов.

Чтобы проверить эту гипотезу, исследователи смешали два раствора, один из которых содержал наночастицы CdTe, а другой – амилоидные пептиды, а затем проверили результат, используя атомно-силовую микроскопию, трансмиссионную электронную микроскопию и другие методы. То, что наночастицы «значительно подавляют фибрилляцию бета-амилоида», полностью подтвердилось.
Медицина 2.0 (www.med2.ru)

Читайте также: