Các nhà nghiên cứu do Đại học Northwestern và Đại học Wisconsin-Madison dẫn đầu đã giới thiệu một phương pháp tiên phong nhằm chống lại các bệnh thoái hóa thần kinh như bệnh Alzheimer, bệnh Parkinson và bệnh xơ cứng teo cơ một bên (ALS).

Trong một nghiên cứu mới, các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra một cách mới để tăng cường phản ứng chống oxy hóa của cơ thể, điều này rất quan trọng để bảo vệ tế bào chống lại stress oxy hóa có liên quan đến nhiều bệnh thoái hóa thần kinh.

Nghiên cứu được công bố hôm nay (16/XNUMX) trên tạp chí Vật liệu nâng cao. 

Nathan Gianneschi, Giáo sư Hóa học Jacob & Rosaline Cohn tại Trường Cao đẳng Khoa học và Nghệ thuật Weinberg của Northwestern và là thành viên của Viện Công nghệ nano Quốc tế, đã dẫn đầu công việc với Jeffrey A. Johnson và Delinda A. Johnson của Trường Đại học Wisconsin-Madison Tiệm thuốc.

Nhắm mục tiêu các bệnh thoái hóa thần kinh

Bệnh Alzheimer, đặc trưng bởi sự tích tụ các mảng beta-amyloid và các rối loạn protein tau; Bệnh Parkinson, được biết đến do mất các tế bào thần kinh dopaminergic và sự hiện diện của thể Lewy; và ALS, liên quan đến sự thoái hóa của các tế bào thần kinh vận động, đều có chung một nguyên nhân là stress oxy hóa góp phần gây ra bệnh lý. 

Nghiên cứu tập trung vào việc phá vỡ tương tác protein-protein (PPI) Keap1/Nrf2, đóng vai trò trong phản ứng chống oxy hóa của cơ thể. Bằng cách ngăn chặn sự xuống cấp của Nrf2 thông qua việc ức chế có chọn lọc sự tương tác của nó với Keap1, nghiên cứu hứa hẹn sẽ giảm thiểu tổn thương tế bào gây ra tình trạng suy nhược này. 

Jeffrey Johnson cho biết: “Chúng tôi đã xác định Nrf2 là mục tiêu chính để điều trị các bệnh thoái hóa thần kinh trong hai thập kỷ qua, nhưng phương pháp mới để kích hoạt con đường này hứa hẹn sẽ phát triển các liệu pháp điều chỉnh bệnh”.

Hạn chế của phương pháp điều trị hiện tại

Nhóm nghiên cứu bắt tay vào giải quyết một trong những khía cạnh thách thức nhất trong điều trị bệnh thoái hóa thần kinh: nhắm mục tiêu chính xác các PPI trong tế bào. Các phương pháp truyền thống, bao gồm các chất ức chế phân tử nhỏ và các liệu pháp dựa trên peptide, đã thất bại do thiếu tính đặc hiệu, tính ổn định và sự hấp thu của tế bào.

Nghiên cứu giới thiệu một giải pháp cải tiến: các polyme giống protein, hay PLP, là các cấu trúc phân tử dạng chổi mật độ cao được tổng hợp thông qua phản ứng trùng hợp hoán vị mở vòng (ROMP) của các monome dựa trên norbornenyl-peptide. Những cấu trúc hình cầu, giống protein này thể hiện chuỗi bên peptide có hoạt tính sinh học có thể xuyên qua màng tế bào, thể hiện tính ổn định vượt trội và chống lại sự phân giải protein.

Cách tiếp cận có mục tiêu nhằm ức chế PPI Keap1/Nrf2 này thể hiện một bước tiến đáng kể. Bằng cách ngăn Keap1 đánh dấu sự thoái hóa của Nrf2, Nrf2 tích tụ trong nhân, kích hoạt Yếu tố phản ứng chống oxy hóa (ARE) và thúc đẩy sự biểu hiện của các gen giải độc và chống oxy hóa. Cơ chế này tăng cường hiệu quả phản ứng chống oxy hóa của tế bào, cung cấp một chiến lược điều trị hiệu quả chống lại stress oxy hóa có liên quan đến nhiều bệnh thoái hóa thần kinh.

Sự đổi mới đằng sau các polyme giống protein

PLP do nhóm của Gianneschi phát triển có thể là một bước đột phá đáng kể trong việc ngăn chặn hoặc đảo ngược thiệt hại, mang lại hy vọng cải thiện kết quả và phương pháp điều trị.

Tập trung vào thách thức kích hoạt các quá trình quan trọng đối với phản ứng chống oxy hóa của cơ thể, nghiên cứu của nhóm đưa ra một giải pháp mới. Nhóm nghiên cứu cung cấp một phương pháp chọn lọc, mạnh mẽ cho phép tăng cường bảo vệ tế bào và đưa ra chiến lược điều trị đầy hứa hẹn cho một loạt bệnh bao gồm cả tình trạng thoái hóa thần kinh. 

Thông qua hóa học polyme hiện đại, chúng ta có thể bắt đầu nghĩ đến việc bắt chước các protein phức tạp. Lời hứa nằm ở việc phát triển một phương thức mới để thiết kế phương pháp trị liệu. Đây có thể là một cách để giải quyết các bệnh như Alzheimer và Parkinson trong số những bệnh khác mà các phương pháp truyền thống đang gặp khó khăn.”

Nathan Gianneschi, Giáo sư Hóa học Jacob & Rosaline Cohn tại Trường Cao đẳng Khoa học và Nghệ thuật Weinberg của Northwestern 

Cách tiếp cận này không chỉ thể hiện một tiến bộ đáng kể trong việc nhắm mục tiêu vào các yếu tố phiên mã và protein bị rối loạn mà còn cho thấy tính linh hoạt và tiềm năng của công nghệ PLP trong việc cách mạng hóa sự phát triển của phương pháp trị liệu. Tính mô-đun của công nghệ và hiệu quả trong việc ức chế tương tác Keap1/Nrf2 nhấn mạnh tiềm năng tác động của nó như một phương pháp điều trị nhưng cũng là một công cụ để nghiên cứu sinh hóa của các quá trình này. 

Sự hợp tác của tâm trí 

Làm nổi bật tính chất hợp tác của nghiên cứu, nhóm của Gianneschi đã hợp tác chặt chẽ với các chuyên gia trong nhiều lĩnh vực, minh họa tiềm năng phong phú của việc kết hợp khoa học vật liệu với sinh học tế bào để giải quyết những thách thức y tế phức tạp. 

Jeffrey Johnson cho biết: “Giáo sư Gianneschi và các đồng nghiệp đã liên hệ với chúng tôi để đề xuất sử dụng công nghệ PLP mới này trong các bệnh thoái hóa thần kinh do công trình trước đây của chúng tôi về Nrf2 trong các mô hình bệnh Alzheimer, bệnh Parkinson, ALS và bệnh Huntington”. “Chúng tôi chưa bao giờ nghe nói về phương pháp kích hoạt Nrf2 này và ngay lập tức đồng ý bắt đầu nỗ lực hợp tác này để tạo ra dữ liệu tuyệt vời và ấn phẩm này.” 

Sự hợp tác này nhấn mạnh tầm quan trọng của nghiên cứu liên ngành trong việc phát triển các phương thức trị liệu mới.

Va chạm

Với sự phát triển của công nghệ tiên tiến này, Gianneschi, các đồng nghiệp của ông tại Viện Công nghệ nano Quốc tế và Phòng thí nghiệm Johnson tại Đại học Wisconsin-Madison, không chỉ thúc đẩy lĩnh vực hóa dược mà họ còn mở ra những con đường mới để chống lại một số bệnh những bệnh thoái hóa thần kinh thách thức và tàn khốc nhất mà xã hội ngày nay phải đối mặt. Khi nghiên cứu này tiến tới ứng dụng lâm sàng, nó có thể sớm mang lại hy vọng mới cho những người mắc các bệnh do stress oxy hóa như bệnh Alzheimer và Parkinson. 

Gianneschi cho biết: “Bằng cách kiểm soát các vật liệu ở quy mô nanomet đơn lẻ, chúng tôi đang mở ra những khả năng mới trong cuộc chiến chống lại những căn bệnh phổ biến hơn bao giờ hết nhưng vẫn chưa thể điều trị được”. “Nghiên cứu này chỉ là sự khởi đầu. Chúng tôi rất vui mừng về các khả năng khi chúng tôi tiếp tục khám phá và mở rộng việc phát triển các loại thuốc cao phân tử, có khả năng bắt chước một số khía cạnh của protein bằng cách sử dụng nền tảng PLP của chúng tôi.”

• Phân phối nội dung và PR được hỗ trợ bởi SEO. Được khuếch đại ngay hôm nay.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Trao quyền cho chính mình. Truy cập Tại đây.
• PlatoAiStream. Thông minh Web3. Kiến thức khuếch đại. Truy cập Tại đây.
• Trung tâmESG. Than đá, công nghệ sạch, Năng lượng, Môi trường Hệ mặt trời, Quản lý chất thải. Truy cập Tại đây.
• PlatoSức khỏe. Tình báo thử nghiệm lâm sàng và công nghệ sinh học. Truy cập Tại đây.
• nguồn: https://www.news-medical.net/news/20240216/Researchers-introduce-a-pioneering-approach-to-combat-neurodegenerative-diseases.aspx