Ngăn ngừa tế bào chết trong bệnh Alzheimer

Các nhà khoa học đang hy vọng phát triển một phương pháp chống lại sự chết của các tế bào thần kinh trong bệnh Alzheimer’s.

Một nhóm nghiên cứu do Giáo sư Bernd Reif thuộc Đại học Kỹ thuật Munich, Đức đứng đầu, đã xem xét kỹ hơn các protein được gọi là beta-amyloids kết tụ với nhau để tạo thành các sợi dài, hoặc các đám rối, gây ra cái chết của các tế bào thần kinh khi bệnh tiến triển.

Để ngăn các protein này kết tụ lại với nhau, các nhà khoa học đã sử dụng các protein sốc nhiệt nhỏ, một họ protein khác được tạo ra bởi các tế bào trong điều kiện căng thẳng. Các protein sốc nhiệt này đã được chứng minh trong các thử nghiệm để gắn vào các protein bị biến dạng trước khi chúng kết tụ lại với nhau và giúp khôi phục lại hình dạng thích hợp của chúng.

Các nhà khoa học đã sử dụng một quy trình gọi là quang phổ cộng hưởng từ hạt nhân trạng thái rắn (solid-state NMR) để xác định các vị trí trong protein sốc nhiệt được gọi là alpha-B-crystalallin gắn với beta-amyloid. Nhưng quá trình này rất khó khăn vì alpha-B-tinh thể tồn tại ở nhiều dạng khác nhau và được hoán đổi vĩnh viễn.

“Ngoài ra, nó có trọng lượng phân tử lớn,” Reif nói. “Những yếu tố này làm cho việc phân tích cấu trúc trở nên rất khó khăn.”

Bởi vì quá trình này rất khó khăn, đây là "phân tích cấu trúc trực tiếp đầu tiên của một protein sốc nhiệt trong quá trình tương tác với một đối tác liên kết," theo nhóm nghiên cứu. Bất chấp những khó khăn, nhóm nghiên cứu đã phát hiện ra rằng ngoài việc ngăn chặn các beta-amyloids hình thành các sợi, các protein sốc nhiệt còn “niêm phong” các sợi hiện có để các beta-amyloids không thể tích tụ thêm.

Mặc dù vai trò của các protein này trong các bệnh thoái hóa thần kinh vẫn chưa được xác định rõ ràng, nhưng chúng đã được coi là tác nhân trong các loại thuốc mới. Nhóm nghiên cứu cho biết: “Điều này đại diện cho một“ lĩnh vực ứng dụng mới cho trình trợ giúp đa năng này. Họ tin rằng các protein sốc nhiệt nhỏ là “một phương pháp mới đầy hứa hẹn có thể được triển khai trong điều trị các bệnh thoái hóa thần kinh”.

Nhóm có kế hoạch thực hiện nghiên cứu sâu hơn về một vùng của alpha-B-tinh thể liên kết các loại protein, không giống như beta-amyloid, kết tụ lại với nhau theo cách không có thứ tự. Công việc của họ được đăng trên tạp chí Sinh học phân tử cấu trúc tự nhiên.

Một loại protein sốc nhiệt đặc biệt, được gọi là protein sốc nhiệt 70 (HSP70), đã là trọng tâm của nhiều nghiên cứu. Một nhóm từ Đại học Thanh Đảo ở Trung Quốc đã xem xét các phát hiện cho đến nay. Họ nói, “HSP70 thu hút sự chú ý rộng rãi trên toàn thế giới, bởi vì nó đóng một vai trò quan trọng trong việc ngăn chặn sự phân bố sai protein trong bệnh Alzheimer.”

Họ giải thích rằng HSP70 hiện diện trong hầu hết các bộ phận của tế bào người, nơi nó bảo vệ các protein khỏi sự sắp xếp sai và sửa chữa các protein bị hư hỏng. Trong các thử nghiệm trong phòng thí nghiệm, các tế bào não được lập trình để tạo thêm HSP70 đã không cho thấy sự gấp bất thường của beta-amyloids gây ra bệnh Alzheimer.

Hơn nữa, HSP70 giúp ngăn chặn sự gia tăng tỷ lệ chết của tế bào não trong các mô sau khi chết của những người mắc bệnh Alzheimer. Sự gia tăng tế bào chết này là do sự tích tụ của beta-amyloids và stress oxy hóa. Nhìn chung, có hai cách chính mà HSP70 có thể được sử dụng để điều trị bệnh Alzheimer: bằng cách nâng cao mức HSP70 của chính cơ thể hoặc bằng cách tăng HSP70 thông qua thuốc.

Các chuyên gia viết, “Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng HSP70 có thể ngăn chặn sự tiến triển của bệnh Alzheimer. Do đó, nhắm mục tiêu HSP70 có thể đại diện cho một chiến lược đầy hứa hẹn để điều trị bệnh Alzheimer. "

Tuy nhiên, một số hạn chế phải được khắc phục trước khi sử dụng protein sốc nhiệt cho bệnh nhân. Ví dụ, tác dụng của việc tiêm HSP70 là không thể đoán trước vì chưa biết liều lượng thích hợp.

Nhóm nghiên cứu Qingdao viết: “Nhìn chung, các nghiên cứu sâu hơn sẽ được yêu cầu để làm sáng tỏ đầy đủ vai trò của HSP70 trong bệnh Alzheimer. Nhưng, "Điều này có thể mang lại hy vọng cuối cùng sẽ chinh phục được bệnh Alzheimer."

Các chuyên gia từ Đại học Catania, Ý, đồng ý. Giáo sư Vittorio Calabrese và các đồng nghiệp cho biết: “Là một trong những rối loạn thoái hóa thần kinh quan trọng nhất, bệnh Alzheimer là một rối loạn tiến triển với suy giảm nhận thức và trí nhớ, mất khả năng nói, thay đổi nhân cách và mất khớp thần kinh.

“Với dân số Hoa Kỳ ngày càng già đi, số bệnh nhân mắc bệnh Alzheimer được dự đoán sẽ lên tới 14 triệu người vào giữa thế kỷ 21 nếu không có các biện pháp can thiệp hiệu quả. Điều này sẽ gây ra gánh nặng kinh tế và cá nhân to lớn cho người dân nước này ”.

Nhóm nghiên cứu cho biết thêm rằng hiện nay có bằng chứng mạnh mẽ cho thấy các yếu tố như rối loạn chuyển hóa protein là trung tâm của bệnh Alzheimer. Họ tin rằng việc nâng cấp HSP70 là một trong những cách tiếp cận có khả năng thành công.

Các nhà khoa học từ Đại học New York hiện đang nghiên cứu những cách tốt nhất để thử nghiệm các loại thuốc để tăng mức HSP70 của cơ thể, nhằm loại bỏ beta-amyloid bất thường. Họ báo cáo rằng “những nỗ lực nhằm vào một số protein sốc nhiệt này cho đến nay đã không thành công, trong khi những protein khác hiện đang trong các giai đoạn phát triển khác nhau”.

Các nỗ lực để xác định tiềm năng của HSP70 bao gồm một loạt các thử nghiệm trong phòng thí nghiệm bằng cách sử dụng các mẫu cấy từ động vật có vú, nấm men hoặc vi khuẩn. Nhóm đang làm việc để tạo ra một phương pháp mới có thể chứng minh tác dụng của HSP70, với mục đích xác định hiệu quả công thức tốt nhất cho các thử nghiệm lâm sàng trên người.

Người giới thiệu

Mainz, A. và cộng sự. Chaperone alpha B-Crystallin triển khai các giao diện khác nhau để nắm bắt một khách hàng vô định hình và Amyloid. Sinh học phân tử cấu trúc tự nhiên, Ngày 12 tháng 10 năm 2015 doi: 10.1038 / nsmb.3108

Lu, R. C. và cộng sự. Protein sốc nhiệt 70 trong bệnh Alzheimer’s. BioMed Research International, Ngày 6 tháng 11 năm 2014 đổi: 10.1155 / 2014/435203

Dattilo, S. và cộng sự. Protein sốc nhiệt và hormesis trong chẩn đoán và điều trị các bệnh thoái hóa thần kinh. Miễn dịch & Lão hóa. Ngày 4 tháng 11 năm 2015 doi: 10.1186 / s12979-015-0046-8

Repalli, J. và Meruelo, D. Các chiến lược sàng lọc để xác định bộ điều biến HSP70 để điều trị bệnh Alzheimer. Thiết kế, Phát triển và Trị liệu Thuốc. Ngày 7 tháng 1 năm 2015 số: 10.2147 / DDDT.S72165