Двойной удар по болезни Альцгеймера: диагностический и терапевтический препарат от деменции
Одна из проблем терапии болезни Альцгеймера в том, что существующие препараты бьют по одной мишени, пока недуг разрушает мозг комплексом деструктивных механизмов. Сейчас ученые перешли к разработке «умных» гибридных систем, способных вести войну сразу по нескольким фронтам. Российским исследователям удалось сделать важный шаг в этом направлении: они создали уникальную молекулу-тераностик, обладающую одновременно диагностической и терапевтической функциями
Болезнь Альцгеймера – наиболее распространенное нейродегенеративное заболевание, сопровождаемое потерей памяти и прогрессирующим когнитивным дефицитом. Эффективной терапии и точных методов своевременной диагностики этой болезни до сих пор не существует.
Такая ситуация во многом обусловлена сложностью патогенеза этого заболевания, включающего целый комплекс взаимосвязанных механизмов. К ним относятся дефектный метаболизм белка бета-амилоида и образование токсичных амилоидных бляшек, формирование нейрофибриллярных клубков из-за аномального фосфорилирования тау-белков, хроническое воспаление и окислительный стресс, нарушение гомеостаза ионов металлов…
В частности, известно, что развитие болезни Альцгеймера связано с накоплением меди в тканях головного мозга. У пациентов с деменцией содержание этого металла возрастает более чем в четыре раза, а когда концентрация меди становится слишком высокой, ее ионы начинают связываться с бета-амилоидом. Это «склеивает» белковые молекулы между собой, ускоряя появление токсичных амилоидных бляшек. Кроме того, избыток меди запускает в клетках химическую реакцию, в ходе которой выделяются агрессивные активные формы кислорода, вызывающие окислительный стресс, повреждающий здоровые ткани мозга.
Большинство существующих медицинских препаратов могут воздействовать только на какой-то один из этих факторов, поэтому их эффективность ограничена. В поисках более универсальных решений исследователи обратились к оптическим зондам – современному диагностическому инструменту, ставшему популярным благодаря своей безопасности, простоте и чувствительности. Суть этого метода в том, что на ткани через тонкое волокно направляют лазерный луч, и по изменению спектра отраженного света или свечению (флуоресценции) клеток оценивают их состояние.
В качестве таких инструментов используют светящиеся красители на основе дипиррометена бора (BODIPY), способные подсвечивать патологические изменения прямо в живом организме. Попадая в среду с токсичным бета-амилоидом, эта молекула за счет особого физико-химического эффекта скрученного внутримолекулярного переноса заряда, сопровождаемого поворотом фрагментов молекул относительно друг друга, увеличивает свое свечение в 3–5 раз. Это позволяет четко фиксировать местонахождение бляшек.
Для терапевтического воздействия на болезнь предлагают использовать хелаторы меди – молекулы, способные захватывать ее избыток. Это направление сегодня считается одним из перспективных для поиска лекарства от болезни Альцгеймера. Ранее эффективность хелаторов меди была подтверждена в экспериментах на лабораторных мышах, у которых они снизили уровень бета-амилоида и улучшили когнитивные функции.
Объединив диагностический и терапевтический компоненты, ученые из Университета МИСИС, МГУ им. М.В. Ломоносова и Института молекулярной биологии им. В.А. Энгельгардта РАН синтезировали многоцелевую молекулу – гибридный тераностический зонд.
В качестве лечебного компонента был выбран клиохинол – перспективный препарат против болезни Альцгеймера, способный преодолевать защитный гематоэнцефалический барьер мозга, где он работает как хелатор меди и разрушает токсичные бляшки. Испытания на людях клиохинол не прошел из-за токсичных для нервной системы побочных эффектов. Российские исследователи использовали химическую структуру препарата для создания новой, безопасной модификации в составе гибрида с BODIPY. Так ученые получили инструмент, способный одновременно находить токсичные бляшки в тканях мозга и бороться с ними.
В экспериментах на культурах клеток мышей, а также на животных этот тераностический гибрид гораздо лучше связывал и выводил избыток меди, разрушал скопления амилоида и защищал клетки от окислительного стресса, чем его отдельные компоненты. При этом его нейротоксичность была существенно снижена.
Правда, в экспериментах на животных обнаружилось, что из-за изменения структуры молекулы ее доступность для мозга понизилась. В дальнейшем ученые планируют ее оптимизировать, чтобы повысить способность проникать через гематоэнцефалический барьер, и продолжить доклинические испытания.
По материалам пресс-службы Университета науки и технологий МИСИС (Москва)
Фото: https://da.wikipedia.org
Публикации по теме:
Новый кандидат на лекарство от болезни Альцгеймера
«Самонаводящееся» лекарство, или Молекулярный наноконструктор для тераностики








