Растущее количество исследований показало, что деформированный и неправильно свернутый альфа-синуклеин, белок, являющийся виновником болезни Паркинсона и ее характеристик, перемещается из кишечника в мозг, где он распространяется и слипается в смертельные скопления, известные как тельца Леви. По мере того, как эти комки накапливаются, они вызывают гибель клеток головного мозга.
Теперь исследователи Johns Hopkins Medicine создали искусственный фермент, который останавливает распространение неправильно свернутого альфа-синуклеина и может стать основой для нового лечения болезни Паркинсона.
Результаты были объявлены в исследовании, опубликованном в ноябре. 20 января 2020 г., в журнале Nano Today.
Искусственные ферменты, наноразмерные (нанометр – одна миллиардная метра) комбинации платины и меди, называемые биметаллическими наносплавами PtCu, были созданы исследовательской группой благодаря их сильным антиоксидантным свойствам. Антиоксидантная способность во многом зависит от состава сплава.
"Окислительный стресс, вызванный активными формами кислорода, неизбежен и усиливается с возрастом из-за механического замедления таких процессов, как распад белка," говорит старший научный сотрудник Сяобо Мао, доктор философии.D., доцент неврологии медицинского факультета Университета Джона Хопкинса. "Это указывает на важность антиоксидантов, потому что при болезни Паркинсона блуждающие реактивные формы кислорода способствуют распространению неправильно свернутого альфа-синуклеина, что приводит к ухудшению симптомов."
При попадании в мозг нанозимы поглощают активные формы кислорода, поглощая их и предотвращая повреждение нейронов в головном мозге. Нанозимы имитируют каталазу и супероксиддисмутазу, два фермента, обнаруженные в нашем организме, которые расщепляют активные формы кислорода. Добавление нанозимов усиливает реакцию нашего организма на них.
В исследовании использовался метод исследования, известный как модель предварительно сформированных фибрилл альфа-синуклеина, которая воспроизводит патологию, распространение и нейродегенерацию, возникающие в результате тельцов Леви. Было обнаружено, что нанозим уменьшает патологию, вызванную альфа-синуклеином, и ингибирует нейротоксичность, в дополнение к уменьшению количества активных форм кислорода. Нанозим также предотвращал передачу альфа-синуклеина от клетки к клетке и от черной субстанции к спинному полосатому телу, двум областям среднего мозга, которые влияют на движение и познание.
Мао долгое время сотрудничал с коллегой-экспертом по болезни Паркинсона Тедом Доусоном, М.D., Ph.D., профессор неврологии и директор Института клеточной инженерии Медицинской школы Университета Джона Хопкинса. Доусон недавно добавил доказательства того, что неправильно свернутый альфа-синуклеин перемещается по блуждающему нерву от кишечника к мозгу. Мао надеется, что дальнейшие исследования смогут связать эти два открытия и привести к лечению болезни Паркинсона, нацеленному на кишечник.
"Мы знаем, что наноферменты работают, когда вводятся непосредственно в мозг," говорит Мао. "Теперь мы хотели бы посмотреть, могут ли наноферменты блокировать прогрессирование заболевания, вызванное патогенным альфа-синуклеином, перемещающимся из кишечника через гематоэнцефалический барьер в мозг."