Американські науковці випробували нанотіла для боротьби з патологічними білковими скупченнями, які характерні для хвороби Паркінсона та деменції з тільцями Леві. Попередні дослідження вказують, що нанотіла можуть зв'язуватися прицільно з білковими агрегатами, а не відокремленими білками, й перешкоджають поширенню патології в живих мишей. Результати опубліковані в журналі Nature Communications.
Скупчення альфа-синуклеїну в нейронах мозку пацієнта з деменцією з тільцями Леві. Jensflorian / Wikimedia Commons
Що це за білок?
Патологічні білки спостерігаються при низці нейродегенеративних захворювань, як-от бета-амілоїдні бляшки при хворобі Альцгеймера. При хворобі Паркінсона теж відмічають накопичення неправильних білків, але у вигляді тілець Леві в нейронах кори головного мозку, основним компонентом яких є білок альфа-синуклеїн. Оскільки збільшення кількості тілець Леві та скупчень альфа-синуклеїну пов'язують із прогресуванням хвороби Паркінсона та деменції з тільцями Леві, то вчені намагаються знайти спосіб усунення цих білкових структур. Потенційним способом вбачають використання антитіл, які зв'язуються прицільно з патологічним альфа-синуклеїном. Але підхід не надто вдалий, тому що антитіла завеликі й структурно складні, щоб ефективно діставатися всередину нейронів, де накопичується білок. Та вчені з Медичної школи Університету Джона Гопкінса та Мічиганського університету подумали, що відкидати ідею зарано, й спробували використати нанотіла.
Що за нанотіла?
Нанотілами називають спрощені, малі антитіла, які є фрагментами цілих антитіл. Вони мають високу стабільність та можуть проникнути до нейронів мозку. Раніше вже розробляли нанотіла, які націлюються на альфа-синуклеїн, однак через здатність зв'язуватися як із одиничним білком, так і з його скупченнями, ефективність підходу була невисокою. До того ж він супроводжувався ризиками, оскільки окремі білки альфа-синуклеїну відіграють важливу роль у роботі клітин. Тому в новій роботі вчені зосередилися на нанотілах, що зв'язуються лише з агрегатами альфа-синуклеїну. Під час пошуків оптимальних антитіл, вчені протестували декілька варантів, виробляти які змусили культури модифікованих дріжджів. Зрештою вчені зупинилися на одному кандидаті, що має назву PFFNB2.
На кому перевіряли ефективність нанотіл?
Спершу нанотіла випробували на культурі людських та мишачих нейронів кори головного мозку. Результати свідчать, що нанотіла ефективно зв'язуються із альфа-синуклеїновими скупченнями в нейронах, перешкоджаючи подальшому накопиченню білків. Успіхи призвели до наступних тестувань на мишах, що виробляли людський варіант альфа-синуклеїну, який вчені змусили скупчуватися у схожі на тільця Леві структури. Нанотіла вводили за допомогою ін'єкції аденоасоційованого вірусу, чия ДНК кодує вироблення обраного нанотіла. У живих мишей PFFNB2 не зміг перешкодити формуванню нових агрегатів альфа-синуклеїну, але він перешкодив їх поширенню корою, дестабілізуючи їх.
Науковці вважають, що їхні результати є обнадійливими та сподіваються, що нанотіла зможуть знайти застосування в лікуванні хвороб, що пов'язані з накопиченням патологічних білків, зокрема при хворобі Паркінсона. Але слід провести додаткові вивчення на тваринах, перш ніж переходити до людей.