Наночастицы для диагностики и, возможно, лечения болезни Альцгеймера
Болезнь Альцгеймера: диагностика и лечение
В журнале Nature Nanotechnology вышла статья, в которой рассказывается о новом методе ранней диагностики болезни Альцгеймера (Viola et al., Towards non-invasive diagnostic imaging of early-stage Alzheimer's disease). Удивительно, но у диагностического метода оказался еще и терапевтический потенциал.
Болезнь Альцгеймера поражает одного из девяти человек, достигших 65 лет. Для западного мира это большая проблема. Кроме очевидной гуманистической составляющей, у этой проблемы есть еще и экономическая. С экономической точки зрения, человек, заболевший нейродегенеративной болезнью в зрелом возрасте (а седьмой десяток – это в развитых странах уже не совсем или даже совсем не старость), из очень опытного специалиста и полноценного члена семьи превращается в человека, которого государство и/или семья должны содержать и за которым надо тщательно приглядывать в быту. Подсчитано, что в 2014 году болезнь Альцгеймера стоила Соединенным Штатам Америки 200 миллиардов долларов, а, согласно прогнозам, в 2050 году обойдется более чем в триллион. И это только прямые расходы, а не, например, жена, вынужденная уволиться с работы, чтобы заболевший муж не поджег дом.
Симптомы болезни Альцгеймера начинают проявляться, когда на молекулярном уровне процесс ее развития давно уже идет, когда нервная ткань уже необратимо повреждена. В этот момент уже поздно что-либо лечить (возможно, когда-нибудь изобретут лекарства, восстанавливающие нервную ткань, но пока их нет), процесс развития болезни можно только замедлить, да и то не слишком.
На той стадии, когда человеку ставится диагноз, в головном мозге можно обнаружить бета-амилоидные бляшки, довольно крупные структуры из ставшего нерастворимым белка бета-амилоида. Однако еще раньше (иногда лет на десять) возникают олигомеры (от греческого oligos – малый) бета-амилоида. Они поражают синапсы в головном мозге и начинают уничтожать воспоминания.
Это как раз та стадия, на которой терапия могла бы оказаться очень эффективной, потому что нервная ткань еще относительно цела и невредима. До сих пор единственной возможностью обнаружить бета-амилоидные олигомеры была пункция спинномозговой жидкости. Эта инвазивная процедура, и ее не станут делать всем подряд внешне здоровым людям, чтобы убедиться, что через десяток лет у них не разовьется болезнь Альцгеймера.
Для неизнвазивной диагностики лучше всего подходит магнитно-резонансная томография. Проблема в том, что олигомеры бета-амилоида сами по себе не видны на томограммах, потому что, во-первых, они слишком малы, а во-вторых, потому что входящие в их состав атомы не сильно отличаются по своим электромагнитным свойствам от атомов других молекул. Авторы работы придумали, как сделать так, чтобы заметное отличие появилось.
Для этого исследователи взяли антитела к бета-амилоиду и соединили их с магнитными наночастицами. Полученные конъюгаты вводились мышам в виде капель в нос. Предполагалось, что по обонятельным нейронам частицы попадут в мозг. Так и вышло. Антитела заякоривали магнитные частицы в местах скопления олигомеров бета-амилоида, и магнитно-резонансная томография показывала темные пятна в этих местах. Таких пятен не наблюдалось на томограммах мышей без болезни Альцгеймера. Похожие результаты были также показаны в экспериментах с нервной тканью людей, умерших от болезни Альцгеймера.
На срезе мозга пожилой мыши с моделью болезни Альцгеймера видны магнитные наночастицы, покрытые антителами к олигомерам бета-амилоида (568-NU4, красные) и амилоидные бляшки (ThioS, зеленые). Места прикрепления меток к мишеням выглядят желтыми. Снимок из статьи в Nature Nanotechnology, приведенный в пресс-релизе Northwestern University: New Non-Invasive Method can Detect Alzheimer’s Disease Early – ВМ.
Фактически авторы ставили перед собой задачу создать систему для ранней неинвазивной диагностики болезни Альцгеймера. Эту задачу они выполнили. Имея возможность в реальном времени отслеживать количество и распространение бета-амилоида, ученые смогут точнее и быстрее оценивать эффективность разрабатываемых ими лекарств.
Но может оказаться, что они ее перевыполнили. Оказалось, что у мышей с болезнью Альцгеймера, которым вводили экспериментальное вещество, частично пропадали симптомы болезни. То есть то, что было запланировано как средство для диагностики, оказалось в какой-то мере и лекарством.
Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru
25.12.2014