Alzheimer Hastalığında Hücre Ölümünün Önlenmesi

Bilim adamları, Alzheimer hastalığında sinir hücrelerinin ölümüne karşı koymak için bir yöntem geliştirmeyi umuyorlar.

Almanya Münih Teknik Üniversitesi'nden Profesör Bernd Reif liderliğindeki bir ekip, hastalık ilerledikçe sinir hücrelerinin ölümüne neden olan uzun fibriller veya düğümler oluşturmak için bir araya toplanan beta-amiloid adı verilen proteinlere daha yakından baktı.

Bu proteinlerin bir araya toplanmasını önlemek için bilim adamları, stresli koşullar altında hücreler tarafından yapılan başka bir protein ailesi olan küçük ısı şoku proteinleri kullandılar. Bu ısı şoku proteinlerinin, deforme olmuş proteinlere bir araya toplanmadan ve uygun biçimlerini geri kazanmaya yardım etmeden önce bağlandıkları testlerde gösterilmiştir.

Bilim adamları, beta-amiloid'e bağlanan alfa-B-kristali adı verilen ısı şoku proteinlerindeki yerleri belirlemek için katı hal nükleer manyetik rezonans spektroskopisi (katı hal NMR) adı verilen bir prosedür kullandılar. Ancak, alfa-B-kristalin kalıcı olarak değiştirilen çeşitli farklı biçimlerde mevcut olduğundan bu işlem zordur.

Reif, "Ek olarak, büyük bir moleküler ağırlığa sahip" dedi. "Bu faktörler yapı analizini çok zorlaştırıyor."

Ekibe göre süreç çok zor olduğu için bu, "bir bağlanma ortağıyla etkileşim sırasında bir ısı şoku proteininin ilk doğrudan yapı analizi". Ekip, zorluklara rağmen, beta-amiloidlerin fibriller oluşturmasını önlemeye ek olarak, ısı şoku proteinlerinin mevcut fibrilleri de "mühürlediğini" ve böylece daha fazla beta-amiloid birikemediğini keşfetti.

Bu proteinlerin nörodejeneratif hastalıklarda oynadığı rol henüz belirlenmemiş olsa da, şimdiden yeni ilaçlarda ajanlar olarak görülüyorlar. Ekip, bunun "bu çok yönlü yardımcı için yeni bir uygulama alanını" temsil ettiğini söylüyor. Küçük ısı şoku proteinleri, "nörodejeneratif hastalıkların tedavisinde kullanılabilecek umut verici yeni bir yaklaşım" olduğuna inanıyorlar.

Ekip, beta-amiloidden farklı olarak sırasız bir şekilde bir araya toplanan protein türlerini bağlayan bir alfa-B-kristalin bölgesi üzerinde daha fazla araştırma yapmayı planlıyor. Çalışmaları dergide yayınlandı Doğa Yapısal Moleküler Biyoloji.

Isı şoku proteini 70 (HSP70) olarak adlandırılan belirli bir ısı şoku proteini, birçok çalışmanın odak noktası olmuştur. Çin'deki Qingdao Üniversitesi'nden bir ekip, bugüne kadarki bulguları inceledi. "HSP70, Alzheimer hastalığında protein yanlış katlanmasının önlenmesinde çok önemli bir rol oynadığı için dünya çapında büyük ilgi görüyor." Diyorlar.

HSP70'in, proteinleri yanlış katlanmadan koruduğu ve hasarlı proteinleri onardığı insan hücresinin hemen hemen tüm bölümlerinde bulunduğunu açıklıyorlar. Laboratuvar testlerinde, fazladan HSP70 üretecek şekilde programlanan beyin hücreleri, Alzheimer’ı tetikleyen beta-amiloidlerin anormal katlanmasını göstermedi.

Ayrıca HSP70, Alzheimer hastalığı olan bireylerin ölüm sonrası dokularında görülen beyin hücresi ölüm oranının artmasını önlemeye yardımcı olur. Bu artan hücre ölümü, beta-amiloidlerin birikmesi ve oksidatif strese bağlıdır. Genel olarak, HSP70'in Alzheimer hastalığını tedavi etmek için kullanılabileceği iki ana yol vardır: vücudun kendi HSP70 seviyelerini yükseltmek veya ilaçlar yoluyla HSP70'i yükseltmek.

Uzmanlar, "Çok sayıda çalışma, HSP70'in Alzheimer hastalığının ilerlemesini baskılayabileceğini gösterdi. Bu nedenle, HSP70'i hedeflemek, Alzheimer hastalığının tedavisi için umut verici bir strateji olabilir. "

Bununla birlikte, ısı şoku proteinlerinin hastalarda kullanılabilmesi için bazı sınırlamaların aşılması gerekir. Örneğin, HSP70 vermenin etkileri tahmin edilemez çünkü uygun doz bilinmemektedir.

Qingdao araştırma ekibi, "Genel olarak, Alzheimer hastalığında HSP70'in rolünü tam olarak aydınlatmak için daha fazla çalışma yapılması gerekecek" diye yazıyor. Ancak, "Bu, sonunda Alzheimer hastalığının üstesinden gelme umudu getirebilir."

İtalya, Catania Üniversitesi'nden uzmanlar da aynı fikirde. Profesör Vittorio Calabrese ve meslektaşları, "En önemli nörodejeneratif bozukluklardan biri olan Alzheimer hastalığı, bilişsel ve hafıza kaybı, konuşma kaybı, kişilik değişiklikleri ve sinaps kaybı ile birlikte ilerleyici bir bozukluktur.

“Amerika Birleşik Devletleri'nin artan yaşlanan nüfusu ile birlikte, Alzheimer hastalığı hastalarının sayısının, etkili müdahalelerin yokluğunda 21. yüzyılın ortalarında 14 milyona ulaşacağı tahmin ediliyor. Bu, bu ülkenin insanları üzerinde muazzam bir ekonomik ve kişisel yük oluşturacak. "

Ekip, bozulmuş protein metabolizması gibi faktörlerin Alzheimer hastalığının merkezinde olduğunu gösteren güçlü kanıtlar olduğunu ekliyor. HSP70 seviyelerini yükseltmenin potansiyel olarak başarılı bir yaklaşım olduğuna inanıyorlar.

New York Üniversitesi'nden bilim adamları şu anda, anormal beta-amiloidleri ortadan kaldırmak için vücudun HSP70 seviyelerini yükseltmek için ilaçları test etmenin en iyi yolları üzerinde çalışıyorlar. "Bu ısı şoku proteinlerinden bazılarını hedefleme girişimlerinin şimdiye kadar başarısız olduğunu, diğerlerinin ise şu anda çeşitli gelişim aşamalarında olduğunu" bildirdiler.

HSP70'in potansiyelini belirleme çabaları, memeli, maya veya bakteri kültürlerinin kullanıldığı bir dizi laboratuar testini içerir. Ekip, insan klinik deneyleri için en iyi formülasyonu verimli bir şekilde belirlemek amacıyla HSP70'in etkisini gösterebilecek yeni bir yöntem oluşturmak için çalışıyor.

Referanslar

Mainz, A. vd. Chaperone alpha B-Crystallin, Amorf ve Amiloid İstemciyi Yakalamak için Farklı Arayüzler Kullanır. Doğa Yapısal Moleküler Biyoloji, 12 Ekim 2015 doi: 10.1038 / nsmb.3108

Lu, R. C. vd. Alzheimer hastalığında ısı şoku proteini 70. BioMed Research International, 6 Kasım 2014 doi: 10.1155 / 2014/435203

Dattilo, S. vd. Nörodejeneratif hastalıkların tanı ve tedavisinde ısı şoku proteinleri ve hormonları. Bağışıklık ve Yaşlanma. 4 Kasım 2015 doi: 10.1186 / s12979-015-0046-8

Repalli, J. ve Meruelo, D. Alzheimer hastalığını tedavi etmek için HSP70 modülatörlerini tanımlamak için tarama stratejileri. İlaç Tasarımı, Geliştirme ve Terapi. 7 Ocak 2015 doi: 10.2147 / DDDT.S72165