Лечение

Ученые тестируют возможности нового способа лечения болезни Альцгеймера

Амилоидные фибриллы представляют собой тип самоорганизующихся белков / пептидов, которые являются причиной развития нескольких заболеваний, в том числе болезни Альцгеймера, и поэтому очень важно научиться понимать, как эти агрегаты могут быть разрушены. Некоторые типы амилоидных фибрилл также играют роль в регуляции экспрессии генов в некоторых организмах.

Подходящая методика расщепления или «диссоциации» фибрилл амилоидного белка является критической с точки зрения медицинского лечения, модификации биологических структур и функций и даже инженерии биоматериалов.

Совместная группа ученых показала, что лазер на свободных электронах (FIR) в дальнем инфракрасном диапазоне (FEL), называемый FIR-FEL, может использоваться для расщепления амилоидных белковых агрегатов, что является свидетельством силы междисциплинарных научных исследований. Новое исследование было недавно опубликовано в Scientific Reports, в котором ученые хотели продемонстрировать возможности применения сильных лазеров на свободных электронах для лечения данного заболевания.

Предыдущие исследования исследовали диссоциацию амилоидных фибрилл, но с ограниченным успехом и смешанными результатами. Поскольку их диссоциация в воде затруднена, в прошлом были исследованы физические методы диссоциации. Лазеры и электромагнитное излучение использовались для изготовления и структурных / функциональных изменений химических и биологических материалов. Среди лазеров FIR-FEL изучен мало, хотя он имеет высокую проникающую способность и хорошо поглощается биологическими системами. Он также используется для визуализации тканей, диагностики рака и биофизических исследований.

Новое исследование впервые показывает, что FIR-FEL также полезен для разрушения структуры белков фибриллярного агрегата.Для своего исследования исследователи использовали пептид с 5 остатками DFKNF в качестве модели, поскольку связь между его фибрилляцией и патогенезом уже установлена. Этот пептид автоматически собирается в лист фибрилл. Они обнаружили, что FIR-FEL повредил жесткую конформацию β-листа (одну из немногих структур, которую предполагают белки) пептида с 5 остатками, создав маленькие отверстия на пептидной пленке. Исследователи обнаружили, что FIR-FEL также разрушает водородные связи между соседними β-листами в фибрилле и дает свободные пептиды. Этот процесс называется диссоциацией.

Затем ученые проверили конформационные изменения в пептидной фибрилле после облучения FIR-FEL, проанализировав соотношения 4 типов вторичных структур пептидов (α-спираль, β-лист, β-поворот и другие). Они обнаружили, что пропорция конформации β-листа была резко уменьшена, что свидетельствует о том, что жесткая пластинчатая структура фибрилл была нарушена.Используя сканирующую электронную микроскопию и методы окрашивания красителями, исследователи также подтвердили, что FIR-FEL вызывает морфологические изменения в фибриллах. Поскольку пептиды амилоидных фибрилл участвуют в регуляции биологических функций, а также патологий, методы физической модификации (такие как FIR-FEL) также могут быть использованы для изменения биологических функций этих макромолекул по мере необходимости, считает автор исследования.

FIR-FEL можно использовать для разрушения амилоидных фибрилл глубоко внутри тканей, как в случае болезни Альцгеймера. Кроме того, поскольку фибриллярные белки выступают в качестве каркаса для биосовместимых материалов, FIR-FEL можно использовать в конструировании биоматериалов в регенеративной медицине или в системах доставки лекарств.

В заключение ученые отметили, что впервые в мире им удалось выявить, что жесткий агрегат амилоидных фибрилл можно эффективно разрушить с помощью лазера на свободных электронах в терагерцовом диапазоне (длина волны 50–100 микрометров). Следующим шагом будет понимание того, как FIR-FEL влияет на различные типы пептидных фибрилл. Новые исследования могут способствовать разработке новых методов лечения таких трудноизлечимых заболеваний, как болезнь Альцгеймера, а также могут помочь в разработке новых методов управления структурой биосовместимых материалов.

 

Читать подробнее:

medicalxpress.com

Мышь Новости в профилактике острой почечной недостаточности при реперфузионном синдроме Российские исследователи показали, что антиоксидантное соединение, известное как пероксиредоксин, эффективно лечит повреждение почек у мышей. В исследованиях в Cell and Tissue Research сообщается о трехкратном увеличении выживаемости подопытных животных, получавших данное химическое вещество до перенесенного ишемического...
вакцина ВОЗ рассказала о вспышках кори в Европе Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) недавно объявила, что больше не считает, что корь ликвидирована в Великобритании. Албания, Чешская Республика и Греция также потеряли свой статус стран, свободных от кори. Корь является высокоинфекционным и потенциально смертельным заболеванием, но ее можно предотвратить с помощью дешевой и легко вводимой...
Мозг Исследование болезни Альцгеймера: электростимуляция вызывает яркие воспоминания Болезнь Альцгеймера - сложное заболевание головного мозга, которое обычно поражает пожилых людей и может вызывать многие когнитивные нарушения, в частности, ухудшение памяти. Доступные лекарства не достаточно помогают в управлении проблемами памяти и связанными поведенческими изменениями при данном заболевании....
ВИЧ Инъецируемый многокомпонентный имплантат пролонгированного действия обещает профилактику и лечение ВИЧ Новое исследование, опубликованное в сентябре 2019 года в Nature Communications, обещает альтернативу для ВИЧ-инфицированных людей, которые должны ежедневно принимать таблетки. Учёные провели исследование на животных, чтобы создать лучший инъекционный лекарственный имплантат, который может...
Лекарства Новости в лечении рака простаты 2019 Ученые сообщили о новом семействе лекарств, которые ингибируют активность белка, связанного с раком простаты. Эти препараты предлагают многообещающую возможность для исследований по потенциальной разработке новых методов лечения рака благодаря структуре исследования, которое рационально исследует, как работают лекарства. Исследовательская группа изучает...
Нервная клетка Исследователи разработали новый многообещающий метод лечения рассеянного склероза, "Троянский конь" для иммунных клеток Мы часто воспринимаем нашу иммунную и нервную системы как должное, предполагая, что иммунная система защитит от болезней и от проникновения патогенных микроорганизмов в организм. Точно так же мы считаем, что нервная система будет извлекать информацию из окружающей среды и...
ВИЧ Исследователи выявили механизм, объясняющий, почему у пациентов с ВИЧ чаще бывает туберкулез Туберкулез и ВИЧ - две самые смертельные инфекционные болезни в мире - намного хуже, когда они встречаются вместе. Теперь исследователи определили важный механизм, объясняющий эту тревожную тенденцию, их открытие может привести к новому способу лечения людей из группы риска. Результаты научной работы...
Глаз Ученые ищут новый способ лечения диабетической ретинопатии Приблизительно у каждого третьего больного диабетом развивается диабетическая ретинопатия, которая может ухудшить зрение и привести к слепоте. Новое исследование о поисках метода лечения этого состояния было опубликовано в журнале The American Journal of Pathology. Ученые выявили четкие доказательства того, что высокий уровень глюкозы повышает уровень...

Больше новостей науки и медицины читайте по ссылке  Новости медицины