Алзхеимер-ова болест: Синтетички протеин блокира токсични бета-амилоид
Алцхајмерова болест је неумољива болест у којој се токсични кластери бета-амилоидног протеина сакупљају у можданим ћелијама. Сада су научници дизајнирали синтетички пептид или мали протеин који може блокирати бета-амилоид у раним и најштетнијим фазама.
Синтетички пептид, који има само 23 аминокиселине, савија се у структуре зване алфа-листови. Лимови се везују за мале накупине бета-амилоида у раној фази и спречавају да формирају веће масе.
Тим са Универзитета у Вашингтону (УВ) у Сијетлу и других истраживачких центара у Сједињеним Државама дизајнирао је и произвео синтетички пептид и такође га тестирао на ћелијама и животињама.
Тестови су показали да алфа листови пептида смањују токсични утицај бета-амилоида у култивисаним људским можданим ћелијама. Листови су такође блокирали ране облике бета-амилоида у животињским моделима Алзхеимерове болести.
Тхе Зборник Националне академије наука ће ускоро представити рад о студији.
Истраживачи кажу да би налази могли довести до третмана који уклањају токсични бета-амилоид у раним облицима. Такође виде потенцијал за употребу пептида као основу теста за дијагностиковање Алцхајмерове болести пре него што се појаве симптоми.
Облици бета-амилоида
Токсични бета-амилоид је препознатљиво обележје Алцхајмерове болести. Али нису сви облици бета-амилоида токсични. Мождане ћелије или неурони стварају протеин у једноставном облику који се назива мономер. Мономерни облици бета-амилоида обављају основне послове у ћелијама мозга.
Међутим, код особа оболелих од Алзхеимерове болести, бета-амилоидни мономери се групишу у олигомере, који могу садржати до 12 мономера.
Формирање наслага протеина је типична карактеристика болести код којих се протеин не успије правилно савити у облик неопходан за обављање свог посла.
У Алцхајмеровој болести, олигомери настављају да расту у дуже облике, а затим на крају формирају много веће наслаге или плакове.
У почетку су научници мислили да су плакови најотровнији облик бета-амилоида који производи симптоме Алзхеимерове болести, попут губитка памћења и способности размишљања.
Међутим, због све већих доказа, све већи број стручњака сугерише да су ранији олигомерни стадијуми бета-амилоида вероватно најтоксичнији за мождане ћелије.
Синтетички пептид циља олигомере
Истраживачи су дизајнирали алфа-листове синтетичког пептида за циљање бета-амилоида док је у фази формирања олигомера.
„Ово је“, каже аутор одговарајуће студије Валерие Даггетт, која је професор биоинжењерства на УВ, „о циљању специфичне структуре [бета-амилоида] формираног од токсичних олигомера.“
Студија показује, додаје она, да је могуће осмислити синтетичке пептидне алфа листове чије структуре „допуњују“ структуре бета-амилоида јер поприма токсични облик, „док биолошки активни мономери остају нетакнути“.
Процес стварања протеина у ћелијама на крају производи молекуле различитих 3Д облика. Прва фаза овога укључује савијање дугог ланца у један од неколико основних облика.
Тим проф. Даггетт-а открио је један такав основни облик - алфа лист - у ранијим радовима у којима су симулирали производњу протеина на рачунарима.
Недавна студија открива да бета-амилоидни олигомери усвајају облик алфа-листа када стварају дуже накупине и плакове.
Такође показује да се синтетички пептид алфа слој веже само за бета амилоид олигомер алфа листове и да то неутралише њихову токсичност.
Велики пад бета-амилоидних олигомера
Тим је користио традиционалне и најсавременије спектроскопе како би посматрао како бета-амилоид напредује од мономера до олигомера до плакова у култивисаним ћелијама људског мозга.
Такође су потврдили да су олигомери штетнији за мождане ћелије од плакова. Ово откриће подржава студије које су пронашле бета-амилоидне плакове у мозгу људи без Алцхајмерове болести.
Тим је показао да је третирање узорака можданог ткива са мишјег модела Алцхајмерове болести алфа-листовима синтетичког пептида довело до 82-постотног смањења бета-амилоидних олигомера.
Поред тога, третирање живих мишева алфа-листовима синтетичког пептида смањило је ниво њихових бета-амилоидних олигомера за 40 процената у року од 24 сата.
Тим је такође спровео експерименте на још једном уобичајеном моделу Алцхајмерове болести, црву Цаенорхабдитис елеганс. Они су показали да је третман алфа листовима синтетичког пептида успео да одложи парализу због бета-амилоида.
Лечени црви такође показују мање оштећења црева које настају када се хране бактеријама које производе бета-амилоид.
Коначно, истраживачи су показали да је могуће користити алфа-листове синтетичког пептида за тестирање нивоа бета-амилоидних олигомера.
Професор Даггетт и њен тим већ експериментишу са новим верзијама синтетичких пептидних алфа листова како би пронашли оне који могу још ефикасније да неутралишу олигомере бета-амилоида.
„[Бета-амилоид] дефинитивно игра водећу улогу у Алцхајмеровој болести, али иако је историјски пажња била усмерена на плакове, све више истраживања уместо тога указује да су амилоидни бета олигомери токсични агенси који ометају неуроне.“
Проф. Валерие Даггетт
