A sejthalál megelőzése az Alzheimer-kórban

A tudósok abban reménykednek, hogy kifejlesztenek egy módszert az idegsejtek halálának ellensúlyozására az Alzheimer-kórban.

A németországi Müncheni Műszaki Egyetem, Bernd Reif professzor által vezetett csoport közelebbről megvizsgálta a béta-amiloidoknak nevezett fehérjéket, amelyek összeállva hosszú fibrillákat vagy gubancokat képeznek, amelyek a betegség előrehaladtával az idegsejtek pusztulását okozzák.

Annak érdekében, hogy megakadályozzák ezeknek a fehérjéknek az összetapadását, a tudósok kicsi hősokk-fehérjéket használtak, egy másik fehérjecsaládot, amelyet stresszes körülmények között sejtek állítottak elő. Ezeknek a hősokk-fehérjéknek a tesztek során bebizonyosodtak, hogy a deformált fehérjékhez kapcsolódnak, mielőtt összeomlanak, és segítenek megfelelő formájuk helyreállításában.

A tudósok az úgynevezett szilárd állapotú magmágneses rezonancia spektroszkópia (szilárdtest-NMR) eljárást alkalmazták az alfa-B-kristályinnak nevezett hősokk-fehérjék azon helyeinek azonosítására, amelyek a béta-amiloidhoz kapcsolódnak. De ez a folyamat nehéz, mivel az alfa-B-kristályin különféle formákban létezik, amelyeket állandóan cserélnek.

"Ezenkívül nagy a molekulatömege" - mondta Reif. "Ezek a tényezők nagyon megnehezítik a szerkezetelemzést."

Mivel a folyamat annyira kihívást jelent, ez a csapat szerint „a hősokk-fehérje első közvetlen elemzése a kötőpartnerrel való interakció során”. A nehézségek ellenére a csapat felfedezte, hogy a hősokk-fehérjék azon kívül, hogy megakadályozzák a béta-amiloidok fibrillák képződését, a meglévő fibrillákat is „lezárják”, így további béta-amiloidok nem tudnak felhalmozódni.

Bár ezeknek a fehérjéknek a neurodegeneratív betegségekben betöltött szerepét még le kell szögezni, ezeket már az új gyógyszerek hatóanyagainak tekintik. Ez a „sokoldalú segítő új alkalmazási területe” - mondja a csapat. A kicsi hősokk-fehérjék „ígéretes új megközelítés, amely alkalmazható a neurodegeneratív betegségek kezelésében” - vélik.

A csapat további kutatásokat szándékozik folytatni az alfa-B-kristályin azon régióján, amely megköti a fehérjetípusokat, amelyek a béta-amiloiddal ellentétben rendezetlenül összetapadnak. Munkájukat a folyóirat publikálja Természetszerkezeti molekuláris biológia.

Egy bizonyos hősokk-fehérje, az úgynevezett hősokk-fehérje 70 (HSP70) sok tanulmány középpontjában állt. A kínai Qingdao Egyetem csapata áttekintette az eddigi eredményeket. Azt mondják: "A HSP70 világszerte nagy figyelmet vonz, mivel kulcsfontosságú szerepet játszik az Alzheimer-kórban a fehérje rosszul kialakuló formájának megelőzésében."

Megmagyarázzák, hogy a HSP70 az emberi sejt szinte minden részén jelen van, ahol megvédi a fehérjéket a rossz szétnyílástól és helyreállítja a sérült fehérjéket. Laboratóriumi vizsgálatok során az agysejtek, amelyeket extra HSP70 előállítására programoztak, nem mutatták ki a béta-amiloidok rendellenes hajtogatását, amely kiváltja az Alzheimer-kórt.

Ezenkívül a HSP70 segít megelőzni az Alzheimer-kórban szenvedő egyének agyi sejthalálának megnövekedett gyakoriságát a postmortem szövetekben. Ez a megnövekedett sejthalál a béta-amiloidok felhalmozódásának és az oxidatív stressznek köszönhető. Összességében két fő módja van annak, hogy a HSP70 alkalmazható az Alzheimer-kór kezelésére: a szervezet saját HSP70-szintjének emelésével vagy a HSP70 gyógyszeres kezeléssel történő emelésével.

A szakértők ezt írják: „Számos tanulmány jelezte, hogy a HSP70 elnyomhatja az Alzheimer-kór progresszióját. Így a HSP70 célzása ígéretes stratégiát jelenthet az Alzheimer-kór kezelésében. "

Néhány korlátozást azonban le kell küszöbölni, mielőtt a hősokk-fehérjék felhasználhatók lennének a betegekkel. Például a HSP70 beadásának hatásai kiszámíthatatlanok, mivel a megfelelő dózis nem ismert.

"Összességében további vizsgálatokra lesz szükség, hogy teljes mértékben tisztázzák a HSP70 szerepét az Alzheimer-kórban" - írja a Qingdao kutatócsoport. De: "Ez meghozhatja az Alzheimer-kór legyőzésének reményét."

Az olaszországi Cataniai Egyetem szakértői egyetértenek ezzel. Vittorio Calabrese professzor és munkatársai kijelentik: „Az egyik legfontosabb neurodegeneratív rendellenességként az Alzheimer-kór progresszív rendellenesség, kognitív és memória-hanyatlással, beszédvesztéssel, személyiségváltozásokkal és szinapszisvesztéssel.

„Az Egyesült Államok egyre öregedő népességével az előrejelzések szerint az Alzheimer-kórban szenvedők száma hatékony beavatkozások hiányában a 21. század közepén eléri a 14 milliót. Ez óriási gazdasági és személyes terhet ró majd az ország lakóira. ”

A csapat hozzáteszi, hogy ma már komoly bizonyítékok utalnak arra, hogy az olyan tényezők, mint például a fehérje metabolizmusának zavara, központi szerepet játszanak az Alzheimer-kórban. Úgy vélik, hogy a HSP70 szintjének emelése potenciálisan sikeres megközelítés.

A New York-i Egyetem tudósai jelenleg a gyógyszerek tesztelésének legjobb módjain dolgoznak a szervezet HSP70-szintjének növelése érdekében, a kóros béta-amiloid megszüntetése érdekében. Jelentésük szerint "ezeknek a hősokk-fehérjéknek a megcélzására irányuló kísérletek eddig sikertelenek voltak, míg mások jelenleg különböző fejlődési szakaszokban vannak".

A HSP70 potenciáljának meghatározására irányuló erőfeszítések számos laboratóriumi vizsgálatot tartalmaznak emlős-, élesztő- vagy baktériumtenyészetek alkalmazásával. A csapat egy új módszer kidolgozásán dolgozik, amely bemutatja a HSP70 hatását, azzal a céllal, hogy hatékonyan meghatározza a humán klinikai vizsgálatokhoz szükséges legjobb készítményt.

Hivatkozások

Mainz, A. és mtsai. A Chaperone alfa B-kristályin különböző interfészeket telepít egy amorf és egy amiloid kliens elfogására. Természetszerkezeti molekuláris biológia, 2015. október 12. doi: 10.1038 / nsmb.3108

Lu, R. C. és mtsai. Hősokk-fehérje 70 Alzheimer-kórban. BioMed Research International, 2014. november 6. doi: 10.1155 / 2014/435203

Dattilo, S. és mtsai. Hősokk-fehérjék és hormonok a neurodegeneratív betegségek diagnosztizálásában és kezelésében. Immunitás és öregedés. 2015. november 4. Doi: 10.1186 / s12979-015-0046-8

Repalli, J. és Meruelo, D. szűrési stratégiák a HSP70 modulátorok azonosítására az Alzheimer-kór kezelésére. Gyógyszertervezés, fejlesztés és terápia. 2015. január 7. doi: 10.2147 / DDDT.S72165