Белки, называемые антителами, помогают иммунной системе находить и атаковать чужеродные патогены. Мини-версии антител, называемые нанотелами — природные соединения в крови животных, таких как ламы и акулы, — изучаются для лечения аутоиммунных заболеваний и рака. Теперь исследователи из Университета Джона Хопкинса помогли разработать нанотело, способное проникать сквозь жесткую оболочку клеток головного мозга и распутывать деформированные белки, которые приводят к болезни Паркинсона, деменции с тельцами Леви и другим нейрокогнитивным расстройствам, вызванным повреждающим белком.
Исследование, опубликованное 19 июля в Nature Communications , было результатом сотрудничества между исследователями медицины Джона Хопкинса во главе с Сяобо Мао, доктором философии, и учеными из Мичиганского университета в Анн-Арборе. Их цель состояла в том, чтобы найти новый тип лечения, который мог бы специально воздействовать на деформированные белки, называемые альфа-синуклеином, которые имеют тенденцию слипаться и разрушать внутреннюю работу клеток мозга . Новые данные показали, что скопления альфа-синуклеина могут распространяться из кишечника или носа в мозг, вызывая прогрессирование заболевания.
Теоретически, антитела могут воздействовать на сгущающиеся белки альфа-синуклеина, но соединениям, борющимся с патогенами, трудно проникнуть через внешнюю оболочку клеток головного мозга. Чтобы протиснуться сквозь жесткие оболочки клеток мозга, исследователи решили использовать нанотела, уменьшенную версию антител.
Традиционно нанотела, генерируемые вне клетки, могут не выполнять ту же функцию внутри клетки. Таким образом, исследователям пришлось укрепить нанотела, чтобы они оставались стабильными в клетке мозга. Для этого они генетически сконструировали нанотела, избавив их от химических связей , которые обычно разрушаются внутри клетки. Тесты показали, что без связей нанотело оставалось стабильным и по-прежнему было способно связываться с деформированным альфа-синуклеином.
Инфографика нанотел. Авторы и права: Аянна Такер, Джошуа Гленн, Лорен Хайнс.
Команда создала семь подобных типов нанотел, известных как PFFNB, которые могут связываться с скоплениями альфа-синуклеина. Из созданных ими нанотел одно — PFFNB2 — лучше всего справлялось с гломмированием скоплений альфа-синуклеина, а не отдельных молекул или мономера альфа-синуклеина. Мономерные версии альфа-синуклеина не вредны и могут выполнять важные функции в клетках головного мозга. Исследователям также необходимо было определить, может ли нанотело PFFNB2 оставаться стабильным и работать внутри клеток мозга . Команда обнаружила, что в живых клетках и тканях мозга мыши PFFNB2 был стабилен и проявлял сильное сродство к глыбам альфа-синуклеина, а не к отдельным мономерам альфа-синуклеина.
Дополнительные тесты на мышах показали, что нанотело PFFNB2 не может предотвратить сбор альфа-синуклеина в скопления, но оно может разрушить и дестабилизировать структуру существующих скоплений.
«Поразительно, но мы индуцировали экспрессию PFFNB2 в коре головного мозга, и это предотвратило распространение скоплений альфа-синуклеина в кору головного мозга мыши, область, ответственную за познание, движение, личность и другие процессы высокого порядка», — говорит Рамхари Кумбхар, доктор философии. ., соавтор, научный сотрудник Медицинской школы Университета Джонса Хопкинса.
«Успех PFFNB2 в связывании вредных скоплений альфа-синуклеина во все более сложных средах указывает на то, что нанотело может стать ключом к помощи ученым в изучении этих заболеваний и, в конечном итоге, в разработке новых методов лечения», — говорит Мао, доцент кафедры неврологии.
