Сахарное нанопокрытие значительно повышает выживаемость нейронов при моделировании болезни Альцгеймера

Ученые из Северо-Западного университета разработали новый подход, который напрямую борется с прогрессированием нейродегенеративных заболеваний, таких как болезнь Альцгеймера и боковой амиотрофический склероз (БАС).

Инновационное лечение эффективно захватывает неправильно свернутые белки до того, как они могут агрегировать в токсичные структуры, способные проникать в нейроны. Затем захваченные белки безвредно разрушаются в организме.

Эта стратегия «очистки» значительно повысила выживаемость выращенных в лаборатории человеческих нейронов под воздействием болезнетворных белков.

Исследование «Supramolecular copolymerization of glycopeptide amphiphiles and amyloid peptides improves neuron survival» было опубликовано в Journal of the American Chemical Society.

Молекулярно сконструированное решение

Для решения этой задачи исследователи использовали класс пептидных амфифилов, содержащих модифицированные цепи аминокислот. К этой молекуле они добавили натуральный сахар — трегалозу.

«Трегалоза естественным образом содержится в растениях, грибах и насекомых и защищает биологические макромолекулы, включая белки», — пояснил первый автор работы, аспирант Цзицзюнь Гао.

Нестабильность как преимущество

В воде пептидные амфифилы самоорганизуются в нановолокна, покрытые трегалозой. Трегалоза дестабилизировала нановолокна, что оказалось полезным эффектом.

«Нестабильные сборки молекул очень реакционноспособны», — сказал старший автор Сэмюэл И. Стапп. «Они хотят взаимодействовать с другими молекулами».

В поисках стабильности нановолокна связывались с белками амилоида-бета, ключевым виновником болезни Альцгеймера. Нановолокна полностью включали белки в свою собственную волокнистую структуру — навсегда захватывая их в стабильные филаменты.

«Это означает, что вредные белки амилоида-бета, которые образовали бы амилоидные волокна, теперь захвачены. Они больше не могут проникать в нейроны и убивать их. Это похоже на команду по очистке от неправильно свернутых белков», — сказал Стапп.

Улучшение выживаемости нейронов

Лабораторные тесты с использованием человеческих нейронов, полученных из стволовых клеток, показали, что покрытые трегалозой нановолокна значительно повысили выживаемость как моторных, так и кортикальных нейронов при воздействии токсичного белка амилоида-бета.

Новый подход с использованием нестабильных нановолокон для захвата белков предлагает многообещающий путь для разработки новых эффективных методов лечения болезни Альцгеймера, БАС и других нейродегенеративных состояний.

«Наша терапия может работать лучше всего, когда нацелена на болезни на более ранней стадии — до того, как агрегированные белки попадут в клетки», — сказал Стапп. «Ее можно комбинировать с методами лечения, нацеленными на симптомы болезни на более поздних стадиях».