Strona główna nauka/tech Zamrożenie postępu choroby Alzheimera poprzez zatrzymanie włókienek amyloidowych

Zamrożenie postępu choroby Alzheimera poprzez zatrzymanie włókienek amyloidowych

42
0


Płytki amyloidowe w chorobie Alzheimera
Naukowcy odkryli sposób na zatrzymanie wzrostu włókienek β-amyloidu, powiązanych z chorobą Alzheimera, poprzez zastosowanie przeciwciała, które blokuje fibryle w stanie pauzy. To przełomowe odkrycie może pomóc w opracowaniu nowych metod leczenia choroby Alzheimera.

Naukowcy zidentyfikowali kluczowy mechanizm rozwoju Alzheimera choroba polegająca na wzroście i zatrzymaniu włókienek β amyloidu.

Nowo odkryte przeciwciało może zablokować te włókienka w stanie wstrzymania, oferując potencjalnie nowe podejście do leczenia ukierunkowanego na te krytyczne punkty wzrostu.

Przełom w badaniach nad chorobą Alzheimera

Zespół badaczy z Centrum Badań Eksploracyjnych nad Życiem i Systemami Żyjącymi, Instytutu Nauk Molekularnych i kilku uniwersytetów w Japonii, w tym Uniwersytetu Miejskiego w Nagoya, Uniwersytet w Nagoii Uniwersytet w Tsukuba odkryli nowy mechanizm wzrostu włókienek amyloidowych β (Aβ), które są ściśle powiązane z chorobą Alzheimera. Korzystając z zaawansowanej, szybkiej mikroskopii sił atomowych (HS-AFM), zaobserwowali wzrost włókienek Aβ w czasie rzeczywistym na poziomie molekularnym. Odkrycie to zapewnia nowy wgląd w sposób powstawania tych włókienek i ujawnia potencjalne sposoby zatrzymania ich rozwoju.

Choroba Alzheimera to wyniszczająca choroba neurodegeneracyjna, która powoduje utratę pamięci i pogorszenie funkcji poznawczych. Jednym z kluczowych czynników wywołujących tę chorobę jest gromadzenie się w mózgu białek Aβ, które zlepiają się, tworząc włókienka zakłócające normalne funkcjonowanie mózgu. Zrozumienie sposobu wzrostu tych włókienek i możliwości zatrzymania ich powstawania ma kluczowe znaczenie dla opracowania nowych metod leczenia, jednak jak dotąd konkretne mechanizmy stojące za ich wzrostem były nieuchwytne.

Naprzemienne wydłużanie i wstrzymywanie włókienek beta amyloidu
Proces naprzemiennego wydłużania i zatrzymywania włókienek amyloidu β (Aβ) uchwycono poprzez połączenie szybkiej mikroskopii sił atomowych (HS-AFM) i symulacji Monte Carlo. Badanie ujawniło mechanizm, dzięki któremu przeciwciało 4396C selektywnie wiąże się ze „stanem wstrzymania” wzrostu włókienek, skutecznie hamując dalsze wydłużanie włókienek Aβ. Źródło: Autorzy

Wgląd w mechanizm wzrostu włókienek

Naukowcy odkryli, że każde włókienko Aβ składa się z dwóch cienkich nici, zwanych protofilamentami. Te protofilamenty rosną naprzemiennie, z indywidualnymi cząsteczkami Aβ dodawanymi pojedynczo do końców każdej nici. Najważniejszym wnioskiem z badania było to, że kiedy końce tych dwóch protofilamentów zbiegają się, fibryla wchodzi w „stan wstrzymania”, w którym chwilowo zatrzymuje się wzrost. Ta przerwa we wzroście jest kluczowym etapem w procesie tworzenia włókienek Aβ i może być kluczem do zrozumienia postępu choroby Alzheimera.

Jednym z najbardziej znaczących odkryć była rola przeciwciała 4396C, które selektywnie wiąże się z końcami włókienek Aβ podczas tego stanu pauzy. Gdy przeciwciało się zwiąże, fibryla zostaje zablokowana w tym stanie i uniemożliwia się dalszy wzrost. Odkrycie to ujawnia obiecujące nowe podejście do zatrzymywania wzrostu włókienek Aβ i potencjalnie spowalniania postępu choroby Alzheimera.

Obserwacja w czasie rzeczywistym HS-AFM wzrostu włókienek Aβ i wiązania przeciwciała 4396C na końcu fibryli. Źródło: Koichi Kato i Takayuki Uchihashi

Przyszłe implikacje i perspektywy terapeutyczne

Szczegółowe obserwacje w wysokiej rozdzielczości wykonane za pomocą HS-AFM pozwoliły zespołowi badawczemu odkryć ten mechanizm naprzemiennego wzrostu i pauzy, który nie został wcześniej zidentyfikowany. Badanie to, skupiając się na stanie wstrzymania włókienek Aβ, otwiera nowe możliwości opracowania terapii, które mogą opóźnić lub zatrzymać chorobę Alzheimera na poziomie molekularnym.

W przyszłości zespół planuje dalsze badania działania przeciwciała 4396C, mając nadzieję na zastosowanie tych odkryć do opracowania nowych podejść terapeutycznych w leczeniu choroby Alzheimera. Ponadto odkrycie może mieć szersze implikacje dla innych chorób związanych z amyloidem, ponieważ wnioski wyciągnięte z tego badania mogą pomóc w leczeniu szeregu schorzeń związanych z agregacją białek.

Odniesienie: „Single-molecule kinetic obserwacji interakcji przeciwciał z rosnącymi włókienkami amyloidu β” 24 października 2024 r., Dziennik Amerykańskiego Towarzystwa Chemicznego.
DOI: 10.1021/jacs.4c08841



Link źródłowy