Cientistas da North Western University desenvolveram uma nova abordagem que combate o progresso das doenças de neurodigennerias, como a doença de Alzheimer e a esclerose latral amotrófica (ELA).
Nesta doença devastadora, as proteínas enganam e agitam as células ao redor das células cerebrais, o que eventualmente leva à morte da célula. Novo tratamento inovador antes que eles possam efetivamente manter a proteína antes de se combinarem em estruturas tóxicas capazes de infiltrar os neurônios. As proteínas presas são então inocentemente reduzidas no corpo.
A técnica de “limpeza” aumentou significativamente a sobrevivência dos neurônios humanos aprimorados pelo laboratório na pressão das proteínas patogênicas.
O artigo preferido do editor da ACS nomeado, o estudo será publicado em 14 de maio Jornal da American Chemical Society.
“Nosso estudo destaca as emocionantes possibilidades dos engenheiros moleculares nanômetros para resolver as causas radiculares de doenças neurodigenrativas”, North Western Samuel Eye Stop, um autor sênior da pesquisa. “Na maioria dos casos dessas doenças, as proteínas perdem sua estrutura de dobras funcionais e perdem sua totalidade para criar fibras destrutivas que entram no neurônio e são extremamente tóxicas para elas.
“Ao afastar proteínas erradas, nosso tratamento impede a formação dessas fibras nos estágios iniciais. Nos estágios iniciais, as fibras amilóides curtas, que entram no neurônio, são consideradas a estrutura mais tóxica. Achamos que pode adiar o progresso da doença significativamente”.
Um dos pioneiros da Medicina Regenerativa, o Stoop é o Conselho de Administração de Ciência e Engenharia de Materiais, Química, Medicina e Engenharia Biomédica, no noroeste, onde ele tem uma nomeação na Macandear School of Engineering, Wayneberg College of Arts and Sciences e Finnberg School of Medal. Ele também é o diretor fundador do Centro de Nanomedicina Regenerativa (CRN). Jijun Gao, um doutorado. Candidato no Laboratório da Stoop, o primeiro autor de Paper.
O grupo Stoop liderou o desenvolvimento e as características de novos materiais terapêuticos. A autora vice-relacionada Zaida Alvarez-Spain é pesquisadora do Instituto de Bionzinning of Catalonia (IBEC), ex-bolsista pós-dotoral do Stoop Laboratory e liderada pelo atual terapia de neuronis acadêmicos-humanos visitantes da CRN.
Uma solução integrada ao açúcar
Segundo a Organização Mundial da Saúde, cerca de 50 milhões de pessoas em todo o mundo podem ter um distúrbio neurodizerrativo. A maioria dessas doenças é caracterizada por proteína incorreta no cérebro, causando danos progressivos aos neurônios. Embora o tratamento atual forneça alívio limitado, há uma séria necessidade de novo tratamento.
Para lidar com esse desafio, os pesquisadores são pioneiros pelo Laboratório STUP, transformou -se em ânfil peptídico em uma classe que contém disciplina alterada dos aminoácidos. Os anfilos peptídicos já são usados em produtos farmacêuticos bem conhecidos com semaglutídeos ou ozampicos. De fato, os investigadores do norte -oeste criaram moléculas semelhantes em 2002 que aumentam a produção de insulina.
“A vantagem de medicamentos à base de peptídeos é o benefício da nutrição”, disse Stop. “O conceito terapêutico desse romance é dividido em lipídios nocivos, aminoácidos e açúcar. Isso significa que há menos efeitos colaterais aqui”
Ao longo dos anos, o Stop Research Group projetou muitos materiais baseados em peptídeos para vários fins terapêuticos. Para o tratamento de doenças neurodigenarásticas, para o desenvolvimento de um ânfil peptídico, sua equipe adicionou um ingrediente adicional: um açúcar natural chamado Trahloos.
Gao disse: “Trehlose está ocorrendo naturalmente em plantas, fungos e insetos”. “Ele protege de suas mudanças de temperatura, especialmente da desidratação e do congelado. Outros descobriram que os trahloos podem proteger muitos macromólicos biológicos, incluindo proteínas.
A chave para a instabilidade
Quando conectados à água, os anfilos peptídicos são auto-suficientes em nanofiba cobertos com trehloes. Surpreendentemente, o trahlose desestabilizou os nanofibras. Embora pareça ser o oposto, essa diminuição demonstrou um efeito benéfico da durabilidade.
Eles mesmos, os nanofobis são fortes e bem disciplinados e resistentes para re-decidir sua estrutura. Torna mais difícil integrar fibras como proteínas feitas -feitas como outras moléculas. Por outro lado, fibras menos estáveis se tornaram mais dinâmicas – e mais propensas a olhar e interagir com proteínas tóxicas.
“A montagem instável de moléculas é muito receptiva”, disse o Stoop. “Eles querem se comunicar e se relacionar com outras moléculas. Se as nanofibras estiverem estáveis, eles terão prazer em ignorar tudo ao seu redor”.
Ao procurar estabilidade, os nanofobas estão ligados às proteínas de besouro amilóide, é o principal culpado envolvido na doença de Alzheimer. Mas os nanofobis não pararam apenas agruparem as proteínas amilóides-beta. Os nanofobas incluíram completamente as proteínas em suas próprias estruturas fibrosas – permanentemente as prenderam em um filamento estável.
“Então, não é mais fibra de ampla peptídeo”, disse Stop. “No entanto, uma nova estrutura híbrida composta por proteínas de ampphyfil e besouro de amalóides significa proteínas amilóides ruins, que formaram a fibra amilóide, elas não são mais capazes de entrar nos neurônios e não podem mais entrar neles.
“Este é um processo sofisticado para abordar o progresso das doenças neurodigenas na fase anterior.
Melhorar a sobrevivência dos neurônios
Para avaliar as possibilidades do novo tratamento de abordagem, os cientistas conduziram o teste de laboratório usando neurônios humanos da célula -tronco. Os resultados mostraram que os nanofibras publicados por trahlose foram desenvolvidos significativamente após a sobrevivência dos neurônios motores e corticais após a proteína venenosa amilóide de besouro entrou em contato.
Stop diz que os métodos sofisticados de uso de nanófferos instáveis para prender as proteínas fornecem uma avenida comprometida para o desenvolvimento de terapias novas e eficazes para Alzheimer, ALS e outras condições neurodizerrativas. Assim como o tratamento do câncer combina terapia múltipla – como quimioterapia e cirurgia ou terapia hormonal e radiação – Stop disse que a nanoterapia pode ser mais eficaz quando combinada com outro tratamento.
“Nossa terapia pode fazer o melhor quando notada as doenças na fase anterior – antes que as proteínas integradas entrem na célula”, disse Stop “, disse Stoop.” Mas os estágios iniciais são desafiadores para diagnosticar essas doenças. Assim, pode ser combinado com tratamento que não tem como objetivo notar o próximo estágio da doença
A pesquisa foi apoiada pelo Instituto Nacional de Nanomedicina Regenerativa, Instituto de Processos de Química da Vida, Ministério da Ciência, Institutos Nacionais de Saúde de Saúde e Nextzenarwus da União Europeia.
