Сгустки белков неправильной формы, скапливающиеся в мозге, приводят к нейродегенеративным заболеваниям, таким как болезнь Паркинсона. Недавно ученые обнаружили нанотела, способные дестабилизировать структуры подобных скоплений. Возможно, это станет основой для поиска новых методов терапии этого заболевания.

Структуры скоплений альфа-синуклеина (слева) были разрушены благодаря применению нанотел PFFNB2 (справа). CREDIT Xiaobo Mao

Белок, находящийся в центре исследования, известен как альфа-синуклеин. Считается, что он играет важную роль в деятельности головного мозга, однако иногда он неправильно сворачивается в так называемые тельца Леви. Такие образования негативно влияют на работу нейронов и даже приводят к их гибели. Именно они оказались причиной таких неврологических патологий, как болезнь Паркинсона.

Многие исследования болезни Паркинсона были посвящены изучению телец Леви. Ученые обнаружили, что эти сгустки, прежде чем попасть в мозг формируются в кишечнике и даже предположили, что болезнь носит аутоиммунный характер. Другие команды экспертов прицельно воздействовали на тельца Леви с помощью искусственных ферментов или переработанных пептидов, что принесло весьма обнадеживающие результаты.

В новом проекте ученые из Медицинского центра Джона Хопкинса и Мичиганского университета в Анн-Арборе изучали возможность использования нанотел для разрушения телец Льюи. Нанотела - это уменьшенные копии антител, которые используются иммунной системой для поиска патогенов. Благодаря небольшим размерам они могут проникать через мембраны клеток мозга, где связываются с альфа-синуклеином и разрушают его скопления.

Как правило, такие нанотела разрушаются внутри клеток, поэтому команда сконструировала их таким образом, чтобы в них отсутствовали уязвимые химические связи. Это позволило сохранить стабильность нанотел и при этом не ослабить их способность связываться со сгустками альфа-синуклеина.

Протестировав семь вариантов сконструированных нанотел, эксперты выделили FFNB2, в качестве наилучшего кандидата. Во время испытаний в живых клетках мозга и тканях мышей было обнаружено, что PFFNB2 стабильно и устойчиво связывается со сгустками белка, эффективно разрушая их.

" Удивительно! Нам удалось вызвать экспрессию гена PFFNB2 и он предотвратил распространение комков альфа-синуклеина в коре головного мозга мыши - области, контролирующей когнитивные, двигательные, эмоциональные и другие процессы высокого порядка", - рассказывает Рамхари Кумбхар, один из авторов проекта.

Особенно важно, что нанотела атаковали только скопления альфа-синуклеина и не разрушали другие молекулы, выполняющие жизненно важные функции клеток мозга.

"Способность PFFNB2 связывать опасные сгустки альфа-синуклеина в таких сложных условиях указывает на то, что эти нанотела могут стать ключом к изучению нейродегенеративных заболеваний и разработке новых методов лечения", - отметил Сябо Мао, ведущий автор исследования.

Результаты проекта были представлены в международном медицинском издании Nature Communications.

Источники:  Johns Hopkins Medicine via Eurekalert, journal Nature Communications. Communications.

1. (https://www.hopkinsmedicine.org/news/)

2. (https://www.eurekalert.org/news-releases/960170)

3. (https://www.nature.com/articles/s41467-022-31787-2)