Alzheimer: Sentetik protein toksik beta-amiloidleri bloke eder
Alzheimer, beyin hücrelerinde toksik beta-amiloid protein kümelerinin toplandığı amansız bir hastalıktır. Şimdi bilim adamları, beta-amiloid'i erken ve en zararlı aşamalarında bloke edebilen sentetik bir peptit veya küçük bir protein tasarladılar.
Yalnızca 23 amino asit içeren sentetik peptit, alfa tabakaları adı verilen yapılara katlanır. Tabakalar, erken aşamadaki küçük beta-amiloid kümelerine bağlanır ve daha büyük kütleler oluşturmalarını durdurur.
Seattle'daki Washington Üniversitesi'nden (UW) ve Amerika Birleşik Devletleri'ndeki diğer araştırma merkezlerinden bir ekip, sentetik peptidi tasarlayıp üretti ve ayrıca hücrelerde ve hayvanlarda test etti.
Testler, peptidin alfa tabakalarının, kültürlenmiş insan beyin hücrelerinde beta-amiloidin toksik etkisini azalttığını gösterdi. Sayfalar ayrıca Alzheimer hastalığının hayvan modellerinde erken beta-amiloid formlarını da engelledi.
The Ulusal Bilimler Akademisi Bildiriler Kitabı kısaca çalışma hakkında bir makale yayınlayacak.
Araştırmacılar, bulguların erken formlarında toksik beta-amiloidleri temizleyen tedavilere yol açabileceğini söylüyorlar. Ayrıca, semptomlar ortaya çıkmadan önce Alzheimer hastalığını teşhis etmek için bir testin temeli olarak peptit kullanma potansiyelini görüyorlar.
Beta-amiloid formları
Toksik beta-amiloid, Alzheimer hastalığının ayırt edici bir özelliğidir. Ancak tüm beta-amiloid türleri toksik değildir. Beyin hücreleri veya nöronlar, proteini monomer adı verilen basit bir formda yapar. Beta-amiloidin monomer formları beyin hücrelerinde temel görevleri yerine getirir.
Bununla birlikte, Alzheimer hastalığı olan kişilerde beta-amiloid monomerleri, 12 adede kadar monomer içerebilen oligomerler halinde kümelenir.
Protein birikintilerinin oluşumu, bir proteinin işini yapması için gereken şekle düzgün bir şekilde katlanmadığı hastalıkların tipik bir özelliğidir.
Alzheimer hastalığında, oligomerler daha uzun şekillerde büyümeye devam eder ve sonunda çok daha büyük tortular veya plaklar oluştururlar.
İlk başta, bilim adamları plakların, hafıza kaybı ve düşünme kapasitesi gibi Alzheimer hastalığının semptomlarını üreten en toksik beta-amiloid formu olduğunu düşündüler.
Bununla birlikte, artan kanıtlar nedeniyle, artan sayıda uzman, beta-amiloidin daha önceki oligomer aşamalarının muhtemelen beyin hücreleri için en toksik olduğunu öne sürüyor.
Sentetik peptit, oligomerleri hedefler
Araştırmacılar, oligomer oluşturma aşamasındayken beta-amiloid hedeflemek için sentetik peptit alfa yapraklarını tasarladılar.
UW'de biyomühendislik profesörü olan ilgili çalışmanın yazarı Valerie Daggett, "Bu, toksik oligomerler tarafından oluşturulan spesifik bir p-amiloid yapısını hedefleme hakkında" diyor.
Çalışma, "biyolojik olarak aktif monomerleri bozulmadan bırakırken" toksik bir form aldığı için yapıları beta-amiloidinkileri "tamamlayan" sentetik peptit alfa tabakaları tasarlamanın mümkün olduğunu da ekliyor.
Hücrelerde protein üretme süreci sonunda çeşitli 3B şekillerde moleküller üretir. Bunun ilk aşaması, uzun zincirin birkaç temel şekilden birine katlanmasını içerir.
Prof. Daggett’ın ekibi, bilgisayarlarda protein üretimini simüle ettikleri daha önceki çalışmalarda böyle temel bir şekil - alfa sayfası - keşfetmişti.
Son çalışma, beta-amiloid oligomerlerinin daha uzun kümeler ve plaklar oluştururken alfa yaprak şeklini benimsediğini ortaya koymaktadır.
Ayrıca, sentetik peptit alfa tabakasının sadece beta-amiloid oligomer alfa tabakalarına bağlandığını ve bunun toksisiteyi nötralize ettiğini gösterir.
Beta-amiloid oligomerlerinde büyük düşüş
Ekip, beta-amiloidin kültürlenmiş insan beyin hücrelerinde monomerlerden oligomerlere ve plaklara nasıl ilerlediğini izlemek için geleneksel ve son teknoloji spektroskopları kullandı.
Ayrıca oligomerlerin beyin hücrelerine plaklardan daha zararlı olduğunu doğruladılar. Bu bulgu, Alzheimer hastalığı olmayan kişilerin beyinlerinde beta-amiloid plakları bulan çalışmaları desteklemektedir.
Ekip, Alzheimer hastalığının bir fare modelinden beyin dokusu örneklerinin sentetik peptidlerin alfa tabakalarıyla tedavi edilmesinin beta-amiloid oligomerlerinde yüzde 82'lik bir azalmaya yol açtığını gösterdi.
Ek olarak, canlı fareleri sentetik peptitin alfa tabakalarıyla tedavi etmek, beta-amiloid oligomer seviyelerini 24 saat içinde yüzde 40 oranında düşürdü.
Ekip ayrıca Alzheimer hastalığının başka bir yaygın modeli olan solucan üzerinde deneyler yaptı. Caenorhabditis elegans. Bunlar, sentetik peptidin alfa tabakalarıyla tedavinin beta-amiloid nedeniyle felci geciktirebildiğini gösterdi.
Tedavi edilen solucanlar ayrıca beta-amiloid üreten bakterilerle beslendiklerinde gelişen bağırsak hasarının daha azını gösterdi.
Son olarak, araştırmacılar beta-amiloid oligomer seviyelerini test etmek için alfa sentetik peptid tabakalarının kullanılabileceğini gösterdiler.
Prof. Daggett ve ekibi, beta-amiloid oligomerlerini daha da etkili bir şekilde nötralize edebilecekleri bulmak için sentetik peptit alfa sayfalarının yeni versiyonlarını şimdiden deniyorlar.
"[Beta-amiloid] kesinlikle Alzheimer hastalığında başrol oynar, ancak tarihsel olarak plaklara ilgi gösterilmiş olsa da, bunun yerine giderek daha fazla araştırma amiloid beta oligomerlerinin nöronları bozan toksik maddeler olduğunu gösteriyor."
Prof. Valerie Daggett
