Northwestern Universityn ja University of Wisconsin-Madisonin johtamat tutkijat ovat ottaneet käyttöön uraauurtavan lähestymistavan, jonka tarkoituksena on torjua hermostoa rappeuttavia sairauksia, kuten Alzheimerin tautia, Parkinsonin tautia ja amyotrofista lateraaliskleroosia (ALS).

Uudessa tutkimuksessa tutkijat löysivät uuden tavan parantaa kehon antioksidanttivastetta, mikä on ratkaisevan tärkeää solujen suojauksessa moniin hermostoa rappeuttavia sairauksia vastaan.

Tutkimus julkaistiin tänään (16. helmikuuta) lehdessä Edistyneet materiaalit. 

Nathan Gianneschi, Jacob & Rosaline Cohnin kemian professori Northwesternin Weinberg College of Arts and Sciencesissa ja Kansainvälisen nanoteknologiainstituutin jäsen, johti työtä Jeffrey A. Johnsonin ja Delinda A. Johnsonin kanssa Wisconsin-Madisonin yliopiston yliopistosta. Apteekki.

Kohdennettu neurodegeneratiivisiin sairauksiin

Alzheimerin tauti, jolle on tunnusomaista beeta-amyloidiplakkien ja tau-proteiinien vyyhtymä; Parkinsonin tauti, joka tunnetaan dopaminergisten hermosolujen katoamisesta ja Lewyn ruumiiden esiintymisestä; ja ALS, johon liittyy motoristen hermosolujen rappeutuminen, jakavat yhteisen oksidatiivisen stressin, joka edistää sairauden patologiaa. 

Tutkimus keskittyy häiritsemään Keap1/Nrf2-proteiini-proteiinivuorovaikutusta (PPI), jolla on rooli kehon antioksidanttivasteessa. Estämällä Nrf2:n hajoamisen estämällä selektiivisesti sen vuorovaikutusta Keap1:n kanssa tutkimuksella on lupaus lieventää näiden heikentävien olosuhteiden taustalla olevia soluvaurioita. 

"Valitsimme Nrf2:n pääkohteeksi hermostoa rappeutuvien sairauksien hoidossa viimeisen kahden vuosikymmenen aikana, mutta tällä uudella lähestymistavalla reitin aktivoimiseksi on suuri lupaus kehittää sairautta modifioivia hoitoja", Jeffrey Johnson sanoi.

Nykyisen terapian rajoitukset

Tutkimusryhmä ryhtyi käsittelemään yhtä haastavimmista neurodegeneratiivisten sairauksien hoidon näkökohdista: PPI:iden tarkkaa kohdistamista soluun. Perinteiset menetelmät, mukaan lukien pienimolekyyliset inhibiittorit ja peptidipohjaiset hoidot, ovat jääneet vajaaksi spesifisyyden, stabiilisuuden ja solujen sisäänoton puutteen vuoksi.

Tutkimus esittelee innovatiivisen ratkaisun: proteiinin kaltaiset polymeerit eli PLP:t ovat suuritiheyksisiä harjamakromolekyyliarkkitehtuureja, jotka syntetisoidaan norbornenyylipeptidipohjaisten monomeerien renkaan avaava metateesipolymeroinnin (ROMP) kautta. Näissä pallomaisissa proteomimeettisissä rakenteissa on bioaktiivisia peptidisivuketjuja, jotka voivat tunkeutua solukalvojen läpi, osoittaa huomattavaa stabiilisuutta ja vastustaa proteolyysiä.

Tämä kohdennettu lähestymistapa Keap1/Nrf2 PPI:n estämiseen edustaa merkittävää harppausta eteenpäin. Estämällä Keap1:tä merkitsemästä Nrf2:ta hajoamista varten, Nrf2 kerääntyy ytimeen aktivoiden antioksidanttivasteelementin (ARE) ja edistäen myrkkyjä poistavien ja antioksidanttigeenien ilmentymistä. Tämä mekanismi tehostaa tehokkaasti solujen antioksidanttivastetta tarjoten tehokkaan terapeuttisen strategian oksidatiivista stressiä vastaan, joka liittyy moniin neurodegeneratiivisiin sairauksiin.

Proteiinin kaltaisten polymeerien takana oleva innovaatio

Gianneschin tiimin kehittämät PLP:t voisivat edustaa merkittävää läpimurtoa vaurioiden pysäyttämisessä tai kääntämisessä, mikä tarjoaa toivoa paremmista hoidoista ja tuloksista.

Ryhmän tutkimus keskittyy haasteeseen aktivoida prosesseja, jotka ovat tärkeitä kehon antioksidanttivasteen kannalta, ja se tarjoaa uudenlaisen ratkaisun. Tiimi tarjoaa vankan, valikoivan menetelmän, joka mahdollistaa tehostetun solusuojan ja tarjoaa lupaavan terapeuttisen strategian useille sairauksille, mukaan lukien hermostoa rappeutuvat sairaudet. 

Nykyaikaisen polymeerikemian avulla voimme alkaa ajatella monimutkaisten proteiinien matkimista. Lupaus on uuden menetelmän kehittäminen terapeuttisten lääkkeiden suunnitteluun. Tämä voisi olla tapa puuttua sairauksiin, kuten Alzheimerin ja Parkinsonin tautiin, joissa perinteiset lähestymistavat ovat olleet vaikeuksissa.

Nathan Gianneschi, Jacob & Rosaline Cohnin kemian professori Northwesternin Weinbergin taide- ja tiedekorkeakoulussa 

Tämä lähestymistapa ei ainoastaan ​​edusta merkittävää edistystä transkriptiotekijöiden ja häiriintyneiden proteiinien kohdistamisessa, vaan myös esittelee PLP-teknologian monipuolisuutta ja potentiaalia mullistaa terapeuttisten aineiden kehitystä. Tekniikan modulaarisuus ja tehokkuus Keap1/Nrf2-vuorovaikutuksen estämisessä korostavat sen vaikutusmahdollisuuksia terapeuttisena aineena, mutta myös työkaluna näiden prosessien biokemian tutkimiseen. 

Aivojen yhteistyö 

Gianneschin tiimi työskenteli tiiviisti eri tieteenalojen asiantuntijoiden kanssa, mikä korosti tutkimuksen yhteistoimintaa ja havainnollistaa materiaalitieteen ja solubiologian yhdistämisen monipuolisia mahdollisuuksia monimutkaisten lääketieteellisten haasteiden ratkaisemiseksi. 

"Professori Gianneschi ja kollegat ottivat meihin yhteyttä ehdottaessaan tämän uuden PLP-teknologian käyttöä hermoston rappeutumissairauksissa aiemman työmme Nrf2-tutkimuksen vuoksi Alzheimerin taudin, Parkinsonin taudin, ALS:n ja Huntingtonin taudin malleissa", Jeffrey Johnson sanoi. "Emme olleet koskaan kuulleet tästä lähestymistavasta Nrf2-aktivointiin ja suostuimme välittömästi aloittamaan tämän yhteistyön, joka johti hienon datan tuottamiseen ja tähän julkaisuun." 

Tämä kumppanuus korostaa monitieteisen tutkimuksen merkitystä uusien hoitomuotojen kehittämisessä.

Vaikutus

Tämän innovatiivisen teknologian kehittämisen myötä Gianneschi, hänen kollegansa Kansainvälisessä nanoteknologiainstituutissa ja Wisconsin-Madisonin yliopiston Johnson Labissa, eivät vain edistä lääkekemian alaa, vaan he avaavat uusia väyliä torjua joitakin haastavimmat ja tuhoisimmat hermostoa rappeuttavat sairaudet, joita yhteiskunta kohtaa nykyään. Kun tämä tutkimus etenee kohti kliinistä sovellusta, se voi pian tarjota uutta toivoa oksidatiivisen stressin sairauksista, kuten Alzheimerin ja Parkinsonin taudeista, kärsiville. 

"Hallitsemalla materiaaleja yksittäisten nanometrien mittakaavassa avaamme uusia mahdollisuuksia taistelussa sairauksia vastaan, jotka ovat yleisempiä kuin koskaan, mutta silti hoitamattomia", Gianneschi sanoi. "Tämä tutkimus on vasta alkua. Olemme innoissamme mahdollisuuksista jatkaessamme sellaisten makromolekyylilääkkeiden kehittämisen tutkimista ja laajentamista, jotka pystyvät matkimaan joitain proteiinien ominaisuuksia käyttämällä PLP-alustaamme.

• SEO-pohjainen sisällön ja PR-jakelu. Vahvista jo tänään.
• PlatoData.Network Vertical Generatiivinen Ai. Vahvista itseäsi. Pääsy tästä.
• PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Tietoa laajennettu. Pääsy tästä.
• PlatoESG. hiili, CleanTech, energia, ympäristö, Aurinko, Jätehuolto. Pääsy tästä.
• PlatonHealth. Biotekniikan ja kliinisten kokeiden älykkyys. Pääsy tästä.
• Lähde: https://www.news-medical.net/news/20240216/Researchers-introduce-a-pioneering-approach-to-combat-neurodegenerative-diseases.aspx