Спречавање ћелијске смрти код Алцхајмерове болести

Научници се надају да ће развити метод за сузбијање смрти нервних ћелија код Алцхајмерове болести.

Тим који је предводио професор Бернд Реиф са Техничког универзитета у Минхену, Немачка, поближе је проучио протеине зване бета-амилоиди који се скупљају да би створили дугачке фибриле или сплетке, који узрокују смрт нервних ћелија како болест напредује.

Да би спречили да се ови протеини скупе, научници су користили мале протеине топлотног шока, још једну породицу протеина које ћелије производе у стресним условима. Ови протеини топлотног шока показали су на тестовима да се прикаче за деформисане протеине пре него што се скупе и помогну у обнављању правилног облика.

Научници су користили процедуру која се назива чврста спектроскопија нуклеарне магнетне резонанце (чврста НМР) да би идентификовали места у протеинима топлотног шока звана алфа-Б-кристалин који се вежу за бета-амилоид. Али овај процес је тежак јер алфа-Б-кристалин постоји у разним различитим облицима који се трајно замењују.

„Поред тога, има велику молекуларну тежину“, рекао је Реиф. „Ови фактори веома отежавају анализу структуре.“

Како је поступак толико изазован, ово је „прва директна анализа структуре протеина топлотног шока током интеракције са везивним партнером“, према тиму. Упркос потешкоћама, тим је открио да, осим што спречавају бета-амилоиде да формирају фибриле, протеини топлотног шока такође „запечаћују“ постојеће фибриле тако да се даљи бета-амилоиди не могу акумулирати.

Иако улога коју ови протеини играју у неуродегенеративним болестима тек треба да се закуца, они се већ сматрају агенсима у новим лековима. Ово представља „ново поље примене за овог свестраног помагача“, каже тим. Мали протеини топлотног шока „обећавају нови приступ који се може применити у лечењу неуродегенеративних болести“, верују они.

Тим планира да спроведе даља истраживања на подручју алфа-Б-кристалина који везује типове протеина који се, за разлику од бета-амилоида, неуредно скупљају. Њихов рад је објављен у часопису Структура структурне молекуларне биологије.

Један од посебних протеина топлотног шока, назван протеин 70 топлотног шока (ХСП70), био је фокус многих студија. Тим са кинеског универзитета Кингдао прегледао је налазе до данас. Кажу, „ХСП70 привлачи велику пажњу широм света, јер игра пресудну улогу у спречавању погрешног стварања протеина код Алзхеимерове болести.“

Објашњавају да је ХСП70 присутан у готово свим деловима људске ћелије, где штити протеине од погрешног савијања и поправља оштећене протеине. У лабораторијским тестовима, мождане ћелије које су програмиране да производе додатни ХСП70 нису показале ненормално савијање бета-амилоида који покрећу Алцхајмерову болест.

Даље, ХСП70 помаже у спречавању повећане стопе одумирања можданих ћелија забележених у постмортем ткивима од особа са Алзхеимеровом болешћу. Ова повећана смрт ћелија настаје услед накупљања бета-амилоида и оксидативног стреса. Генерално, постоје два главна начина на која би се ХСП70 могао користити за лечење Алцхајмерове болести: подизањем нивоа сопственог нивоа ХСП70 у телу или подизањем ХСП70 помоћу лекова.

Стручњаци пишу: „Бројне студије су показале да би ХСП70 могао да сузбије напредовање Алцхајмерове болести. Према томе, циљање ХСП70 може представљати обећавајућу стратегију за лечење Алцхајмерове болести. “

Међутим, нека ограничења морају бити превазиђена пре него што се протеини топлотног шока могу користити код пацијената. На пример, ефекти давања ХСП70 су непредвидљиви, јер је одговарајућа доза непозната.

„У целини, биће потребне даље студије како би се у потпуности разјасниле улоге ХСП70 у Алзхеимеровој болести“, пише Кингдао истраживачки тим. Али, „Ово би могло донети наду да ћемо на крају победити Алзхеимерову болест.“

Стручњаци са Универзитета у Катанији, Италија, слажу се. Професор Витторио Цалабресе и колеге изјављују: „Као један од најважнијих неуродегенеративних поремећаја, Алцхајмерова болест је прогресивни поремећај са когнитивним и памћењем, губитком говора, променама личности и губитком синапсе.

„Са све старијим становништвом Сједињених Држава, предвиђа се да ће број пацијената са Алцхајмеровом болешћу достићи 14 милиона средином 21. века у одсуству ефикасних интервенција. Ово ће представљати огроман економски и лични терет за људе у овој земљи. “

Тим додаје да сада постоје чврсти докази који сугеришу да су фактори попут поремећеног метаболизма протеина кључни за Алцхајмерову болест. Повећање нивоа ХСП70 је један од потенцијално успешних приступа, верују они.

Научници са Универзитета у Њујорку тренутно раде на најбољим начинима за испитивање лекова за повећање нивоа ХСП70 у телу, како би се елиминисао абнормални бета-амилоид. Они извештавају да су „покушаји циљања неких од ових протеина топлотног шока до сада били неуспешни, док су други тренутно у различитим развојним фазама“.

Напори да се утврди потенцијал ХСП70 укључују низ лабораторијских тестова који користе културе сисара, квасца или бактерија. Тим ради на стварању нове методе која може да демонстрира ефекат ХСП70, са циљем ефикасне идентификације најбоље формулације за клиничка испитивања на људима.

Референце

Маинз, А. и сар. Цхапероне алфа Б-кристалин користи различите интерфејсе за хватање аморфног и амилоидног клијента. Структура структурне молекуларне биологије, 12. октобра 2015. дои: 10.1038 / нсмб.3108

Лу, Р. Ц. и сар. Протеин топлотног шока 70 код Алзхеимерове болести. БиоМед Ресеарцх Интернатионал, 6. новембра 2014. дои: 10.1155 / 2014/435203

Даттило, С. и сар. Протеини топлотног шока и хормеза у дијагностици и лечењу неуродегенеративних болести. Имунитет и старење. 4. новембра 2015. дои: 10.1186 / с12979-015-0046-8

Репалли, Ј. и Меруело, Д. Скрининг стратегије за идентификацију модулатора ХСП70 за лечење Алцхајмерове болести. Дизајн, развој и терапија лековима. 7. јануара 2015. дои: 10.2147 / ДДДТ.С72165