Группа исследователей, возглавляемая доцентом кафедры биологии Нью-Даби в Абу-Даби Мазином Магзубом, разработала небольшие белки, называемые клеточно-проникающими пептидами (CPP), которые предотвращают агрегацию белка амилоид-β (Aβ), связанного с болезнью Альцгеймера.
Растет интерес к использованию белков для разработки методов лечения, поскольку они биосовместимы, биоразлагаемы и могут выборочно связываться с конкретными мишенями, что снижает вероятность токсичности. Другие фармацевтически желательные свойства белков включают большее химическое разнообразие, чем другие классы биологических молекул, а также простоту и низкую стоимость производства. Однако существенным препятствием для успешного применения большинства белков в качестве терапевтических средств является их плохая доставка к органам и клеткам-мишеням.
В новом исследовании лаборатория Magzoub в сотрудничестве с лабораторией профессора и президента Нью-Йоркского университета Эндрю Гамильтона в Нью-Йоркском университете Нью-Йорка и лаборатории профессора Астрид Грэслунд в Стокгольмском университете сообщают, что они разработали CPP, которые эффективно предотвращают агрегацию Aβ. CPP – это особый класс белков, которые обладают способностью достигать всех органов, включая мозг, и эффективно проникать в клетки этих органов. Таким образом, разработанные CPP сочетают в себе привлекательные свойства белков с мощными терапевтическими эффектами и высокоэффективной доставкой к клеткам-мишеням.
Широкий спектр нейродегенеративных заболеваний, включая болезнь Хантингтона, болезнь Паркинсона и болезнь Альцгеймера, вызван неправильной укладкой белков, специфичных для данного заболевания. После неправильного свертывания эти белки накапливаются в процессе, который повреждает нейроны. Ранее команда показала, что CPP естественного происхождения способен защищать от аномальных и вредных форм белка, связанных с прионными заболеваниями, классом нейродегенеративных заболеваний, которые включают коровье бешенство у крупного рогатого скота и болезнь Крейтцфельда-Якоба (CJD) у людей. Здесь доктор. Магзуб и его сотрудники расширили этот подход и специально применили его к порокам Aβ, вызывающим болезнь Альцгеймера.
В статье, озаглавленной «Разработанные клеточные пептидные ингибиторы агрегации бета-амилоида и цитотоксичности», исследователи представляют процесс создания CPP-ингибиторов Aβ. Затем, используя ряд методов, они подробно охарактеризовали взаимодействия разработанных CPP с Aβ. В частности, они использовали установленные анализы агрегации и жизнеспособности клеток для определения эффектов разработанных CPP на агрегацию и связанную с ней нейротоксичность Aβ. Одновременно они исследовали клеточное поглощение и внутриклеточное распределение Aβ в присутствии CPP с помощью конфокальной флуоресцентной микроскопии. Наконец, они использовали комбинацию экспериментов и компьютерного моделирования, чтобы пролить свет на механизм связывания CPP с Aβ. Результаты показывают, что разработанные CPP стабилизируют белок Aβ в неагрегированном, ненормальном состоянии и ингибируют индуцированную Aβ нейротоксичность.
CPP, разработанные в этом исследовании, эффективно нацелены на Aβ снаружи и внутри нейронов, тем самым защищая их от повреждений, вызванных агрегацией Aβ. "Разработанные CPP представляют собой новую потенциальную стратегию лечения болезни Альцгеймера," сказал доктор. Магзуб. "Эти результаты также раскрывают общий основной принцип ингибирования агрегации патогенных белков, который облегчит разработку еще более эффективных терапевтических средств на основе CPP для различных нейродегенеративных заболеваний."