Ранняя диагностика и лечение болезни Альцгеймера
По данным Международной организации по борьбе с болезнью Альцгеймера, в 2020 году более 55 миллионов человек во всем мире страдали этим заболеванием. Ожидается, что это число достигнет 78 миллионов в 2030 году и 139 миллионов в 2050 году. В 2021 году в Докладе ВОЗ сообщалось, что ежегодные мировые расходы на деменцию оцениваются более чем в 1,3 трлн долларов и они вырастут до 2,8 трлн долларов к 2030 году.
На сегодняшний день большинство лекарств, разработанных для лечения болезни Альцгеймера, потерпели неудачу, в основном потому, что как только появляются симптомы, клетки мозга, ответственные за память и когнитивные способности, уже повреждены и не подлежат восстановлению.
Профессор Шай Рахимипур из химического факультета Университета Бар-Илан в Израиле применил другой подход, попытавшись остановить прогрессирование заболевания до наступления необратимого повреждения клеток головного мозга.
При болезни Альцгеймера белок бета-амилоид неправильно сворачивается и объединяется в более крупные макромолекулярные структуры – амилоидные фибриллы и бляшки. Поскольку бляшки видны под микроскопом, ученые долгое время считали, что они ответственны за повреждение нейронов при этиологии болезни Альцгеймера. Со временем сами фибриллы и бляшки были признаны нетоксичными, и теперь виновниками заболевания считаются промежуточные продукты – олигомеры.
Недавние клинические исследования с использованием антител к олигомерам показали перспективные результаты, но большинство антител не достигают мозга в достаточной степени, потому что гематоэнцефалический барьер ограничивает проникновение белков.
Рахимипур и его коллеги разработали циклические пептиды, нацеленные на амилоидные олигомеры, которые доказали свою эффективность на животных моделях в ранней предсимптомной стадии болезни Альцгеймера. Эти пептиды, связываясь с бета-амилоидом, препятствовали образованию олигомеров, и последующей агрегации не происходило.
На следующем этапе исследователи инкубировали человеческие нейроны с токсичными олигомерами и циклическими пептидами. Большинство нейронов остались целыми, в то время как нейроны, которые подвергались воздействию олигомеров без циклических пептидов, были серьезно повреждены и погибли.
Затем группа проверила эффективность циклических пептидов на трансгенных червях C. elegans, у которых развиваются симптомы, подобные симптомам болезни Альцгеймера. Исследователи заметили, что кормление червей циклическими пептидами значительно повышает выживаемость червей и блокирует развитие болезни, предотвращая образование токсичных олигомеров.
В экспериментах на трансгенных мышах, исследователи использовали рентгеноконтрастные версии циклических пептидов, чтобы получить подтверждение с помощью позитронно-эмиссионной томографии (ПЭТ). Молекула обнаружила амилоидные олигомеры в таламусе (который передает двигательные и чувствительные сигналы в кору головного мозга) у мышей до появления симптомов болезни Альцгеймера.
Затем трансгенных мышей на предсимптомной стадии обрабатывали циклическими пептидами и наблюдали с течением времени за функциями памяти и количеством олигомеров бета-амилоида в мозге. С помощью ПЭТ-визуализации исследователи определили, что мыши не вырабатывали значительного количества олигомеров и, следовательно, не развивали никаких признаков болезни Альцгеймера.
Одним из важных преимуществ синтетических молекул является то, что в отличие от природных антител они не являются иммуногенными и остаются в организме гораздо дольше, поэтому, вероятно, потребуется меньше инъекций. Эксперименты не показали никаких признаков токсичности. Еще одно достоинство циклических пептидов заключается в том, что, в отличие от антител, они очень хорошо преодолевают гематоэнцефалический барьер.
В настоящее время группа работает над разработкой соответствующего препарата для проведения доклинических и клинических исследований.
Аминат Аджиева, портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru по материалам EurekAlert!: Promising treatment for Alzheimer's disease.