27 maja 2024

Dzięki polskim badaniom wiadomo więcej o chorobie Alzheimera

Jedną z głównych przyczyn stojących za pogarszaniem się stanu neuronów i stopniowym kurczeniem się mózgu w chorobie Alzheimera są peptydy zwane ß-amyloidami (Aß). Mają one tendencję do gromadzenia się wokół neuronów stając się dla nich toksyczne. Badacze IChF PAN wykazali, że substancja o symbolu K162 skutecznie zmniejsza toksyczność Aß i opisali dokładny mechanizm jej działania.

Foto: Grzegorz Krzyżewski, IChF PAN

Pamięć to jeden z kluczowych procesów zachodzących w naszym mózgu, decydujący o tym, kim jesteśmy. Nasze wspomnienia są przechowywane dzięki komórkom nerwowym – neuronom przetwarzającym i przekazującym informacje za pomocą sygnałów elektrycznych i chemicznych.

Podczas tworzenia się nowych połączeń pomiędzy nimi oraz utrwalaniu ich, niektóre wspomnienia mogą pozostać z nami na całe życie. Niestety, długotrwałe narażenie neuronów na stan zapalny prowadzi do zaburzenia ich komunikacji, degeneracji i w efekcie ubytków w mózgu, powodując zaniki pamięci, a nawet zaburzenia funkcjonowania. I to właśnie ma miejsce w przebiegu choroby Alzheimera – opisują specjaliści Instytutu Chemii Fizycznej PAN w prasowym komunikacie.

Problem ten pozornie kojarzony z wieczorem życia, coraz częściej dotyczy osób młodych, u których spustoszenie neuronów dopiero się rozpoczyna. AD to nie tylko stopniowa utrata zdolności poznawczych. W późnym wieku organizm zapomina o podstawowych funkcjach koniecznych do podtrzymania życia.

Jedną z głównych przyczyn choroby Alzheimera są β-amyloidy, które u ludzi zdrowych występują w mózgu w postaci monomeru a ich dominującą strukturą drugorzędową jest alfa-helisa. Takie monomery z łatwością rozpuszczają się w płynach ustrojowych wykazując przy tym dobroczynny wpływ na mózg.

Niestety, na skutek czynników zewnętrznych dochodzi do nieprawidłowego pofałdowania tych peptydów na etapie ich wytwarzania. W wyniku tego powstają Aβ o strukturze b-kartkowej, które chętnie agregują tworząc nierozpuszczalne i toksyczne dla neuronów oligomery. Dlatego prowadzone są badania zmierzające do znalezienia czynnika powstrzymującego tendencje Aβ do samoagregacji i tym samym zmniejszającego ich toksyczność.

Wychodząc temu naprzeciw, grupa badawcza dr. Piotra Pięty po raz pierwszy wyjaśniła mechanizm hamowania toksyczności małych oligomerów Aβ przez cząsteczkę K162. Naukowcy prowadzili badania z wykorzystaniem modelowej błony biologicznej, swoją budową przypominającej błonę komórki mózgowej. Za pomocą mikroskopii sił atomowych (ang. atomic force microscopy, AFM) bezpośrednio zobrazowali oddziaływania małych oligomerów Aβ z modelową błoną w obecności K162 na poziomie molekularnym. Dzięki dodatkowym badaniom elektrochemicznym i obliczeniom molekularnym szczegółowo wyjaśnili oddziaływania pomiędzy różnymi postaciami Aβ (monomerami, dimerami, fibrylami) a K162 – informuje IChF PAN.

„K162 modyfikuje agregację Aβ hamując tworzenia toksycznych oligomerów Aβ i sprzyjając powstawaniu monomerów, dimerów i włókien Aβ, które nie niszczą modelowej błony komórkowej. W przeciwieństwie do innych inhibitorów K162 chroni neurologicznie korzystne monomery Aβ. Ten unikalny mechanizm działania K162 może stanowić alternatywną strategię walki z chorobą Alzheimera” – zauważa dr Piotr Pięta, cytowany w prasowym komunikacie.

Jedną z najważniejszych właściwości cząsteczki K162 jest jej zdolność łatwego przenikania przez błony komórkowe i przekraczania bariery krew-mózg; a gdy już połączy się z komórkami nerwowymi, chroni je przed stanem zapalnym i degeneracją. Dzięki zrozumieniu mechanizmu hamowania toksyczności Aβ przez K162, przedstawionego przez badaczy z IChF PAN, nauka jest o krok bliżej do opracowania skutecznej terapii w leczeniu choroby Alzheimera.

Wyniki eksperymentów zostały opisane w ACS Chemical Neuroscience 22 stycznia 2021 roku. https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acschemneuro.0c00754.

Źródło: naukawpolsce.pap.pl