Задачи и решения
Главная » Новости » Углеродные "наномячи" помешали распространению болезни Альцгеймера

Углеродные "наномячи" помешали распространению болезни Альцгеймера

18.10.2019

Российские биологи выяснили, что фуллерены, "наномячи" из углерода, могут поглощать токсичные белки и препятствуют накоплению белкового "мусора" в клетках мозга. Авторы работы считают, что эти наноструктуры помогут создать лекарство от болезни Альцгеймера. Статью с описанием их работы опубликовал научный журнал Colloids and Surfaces B.

"Конечно, данное исследование - лишь начало долгого пути испытания новых соединений в качестве кандидатов на роль препаратов для лечения болезни Альцгеймера. Заболевание очень сложное, но уже сейчас полученные нами результаты позволяют надеяться на то, что данные соединения найдут применение в терапии", - отметил один из авторов работы Александр Бобылев, старший научный сотрудник ИТЭБ РАН.

Сегодня ученые предполагают, что главный признак и возможная причина развития болезни Альцгеймера - это накопление внутри клеток мозга так называемого бета-амилоида, патогенного белка. Он представляет собой обрывки белка APP, играющего важную роль в формировании связей между нейронами.

По пока неизвестным причинам переработка старых молекул АРР в организме некоторых людей нарушается. Это приводит к тому, что "обрезки" этого белка накапливаются в клетках и тканях мозга и формируют там токсичные саморазмножающиеся клубки. Они постепенно убивают нейроны, что в конечном итоге приводит к развитию слабоумия и гибели человека.

Биологи, как отмечает Бобылев, пока не создали или не открыли веществ, которые могли бы безопасно и действенно уничтожать клубки бета-амилоида или предотвращать их формирование. Поэтому медики не только пытаются создать подобные молекулы, но и активно ищут другие варианты замедления болезни Альцгеймера, в том числе при помощи генной терапии и задействования ресурсов самого организма.

Российские ученые пытались решить первую задачу, исследуя то, как различные соединения, уже известные биологам и химикам, взаимодействуют с главными "стройблоками" бляшек бета-амилоида, молекулами ab42.

Наносборщики клеточного "мусора"

"Мы провели скрининг большого количества различных соединений, но наиболее эффективно себя показали производные фуллерена С60. Это уникальное по своей природе соединение, состоящее из атомов углерода. Его молекула по форме напоминает футбольный мяч, поскольку представляет собой сферу, в которую включены построенные из атомов углерода пятиугольные и шестиугольные многогранники", - продолжает Бобылев.

Открыв подобные свойства у фуллеренов, ученые столкнулись с другой проблемой - эти наноструктуры фактически не растворяются в воде. Это не позволяет использовать их при лечении различных заболеваний.

Подключив к решению этой проблемы коллег из Института проблем химической физики РАН, авторы статьи модифицировали структуру "наномячей" таким образом, что они не перестали связываться с ab42, но начали хорошо растворяться в воде. В общей сложности они подготовили три разных варианта подобных препаратов, соединив фуллерен с длинными "хвостами" из органических кислот.

Их работу Бобылев с коллегами проверили на срезах мозга крыс, которые были обработаны раствором большого числа одиночных звеньев ab42. В нормальной ситуации если они попадут в нервные клетки, это приведет к образованию клубков бета-амилоида и гибели нейронов, а добавление фуллеренов, как надеялись ученые, должно было защитить ткань от подобной участи.

Оказалось, что все три типа соединений активно связывались с молекулами ab42, препятствуя формированию бляшек и их скоплению в нервной ткани. При этом все они обладали низкой токсичностью и были безопасны для организма, что в особенности касается комбинации фуллерена и капторила, популярного лекарства от давления и сердечной недостаточности.

Эта вариация фуллерена, как показали последующие опыты на мышах, была примерно в четыре раза менее опасной для тела грызунов, чем аспирин. Это, как заключают исследователи, дает надежду на то, что скоро подобные препараты найдут место и в клинической практике после прохождения всех необходимых проверок и тестов на животных и добровольцах.

 
 
SSL Certificates