Khám phá hai phân tử nhỏ để phân hủy các sợi alpha-synuclein

Qua Bhavana KunkalikarNgày 13 tháng 2 năm 2023Được đánh giá bởi Aimee Molineux

Trong một nghiên cứu gần đây được công bố trên tạp chí Kỷ yếu của Viện Hàn lâm Khoa học Quốc giacác nhà nghiên cứu đã đánh giá khả năng phân hủy của hai phân tử sợi nhỏ alpha-synuclein.

Lý lịch

Bệnh Parkinson (PD), chứng sa sút trí tuệ thể Lewy (DLB) và bệnh teo đa hệ thống (MSA) là những tình trạng thoái hóa thần kinh được xác định bởi sự tích tụ bất thường của một loại protein gọi là alpha-synuclein. Protein rối loạn này gây khó khăn cho việc xác định cấu trúc nguyên tử của nó ở dạng hòa tan. Tập hợp alpha-synuclein sơ cấp và hạt giống đã trở thành trọng tâm điều trị chính cho các synucleinopathies. Các kháng thể liên kết các tập hợp alpha-synuclein và các hợp chất nhỏ liên kết các đơn phân và hạn chế tập hợp ban đầu hiện đang được nghiên cứu.

về nghiên cứu

Trong nghiên cứu hiện tại, các nhà nghiên cứu đã trình bày các phân tử nhỏ có khả năng tháo rời các sợi alpha-synuclein được tạo hình sẵn.

Nhóm nghiên cứu đã nghiên cứu cấu trúc của epigallocatechin gallate (EGCG) liên kết với các sợi xoắn ốc bắt cặp tau (PHF) được phân lập từ não của bệnh nhân mắc bệnh Alzheimer. Dược điển EGCG đã được xác định và một cơ chế giả định cho sự phân tổ EGCG đã được trình bày dựa trên cấu trúc của nó. Dược điển EGCG được sử dụng làm vị trí lắp ghép để sàng lọc bằng máy tính khoảng 60.000 phân tử nhỏ được dự đoán bởi các đặc điểm lý sinh của chúng để xâm nhập thuận lợi vào hệ thống thần kinh trung ương (CNS). Từ quá trình sàng lọc này, nhóm đã xác định được các hóa chất có khả năng phân tách PHF tau, bao gồm cả CNS-11. Hơn nữa, các nhà nghiên cứu đã cố gắng xác định xem liệu CNS-11 chỉ phân tách riêng các sợi tau hay liệu nó có tác động rộng hơn lên các sợi amyloid hay không.

Nhóm nghiên cứu đã kiểm tra mười chất tương tự hóa học của CNS-11 để xác định xem chất lượng của chúng có giống nhau hay không. Tiếp theo, khả năng phân tách của CNS-11g và CNS-11 trong ống nghiệm sợi alpha-synuclein đã được đánh giá. Các mẫu được xử lý bằng thioflavin T (ThT) là chất đánh dấu huỳnh quang cho các sợi amyloid và đánh giá huỳnh quang ThT. Để xác định xem CNS-11 hoặc CNS-11g có ảnh hưởng đến sự tổng hợp alpha-synuclein sơ cấp hay không, một thử nghiệm động lực học tập hợp ThT đã được tiến hành.

Dựa trên các đặc điểm lý sinh của chúng, người ta dự đoán rằng CNS-11 cũng như CNS-11g sẽ có khả năng thẩm thấu não tốt. Để xác định tính thấm vào não của hợp chất, chuột C57BL/6J được tiêm vào tĩnh mạch đuôi 1 mg phân tử trên mỗi kg trọng lượng cơ thể.

Kết quả

Sách điện tử về kháng thể

Tổng hợp các cuộc phỏng vấn, bài báo và tin tức hàng đầu trong năm qua.

Tải xuống một bản sao miễn phí

Kết quả nghiên cứu cho thấy CNS-11 và đối tác hóa học CNS-11g của nó có tác động đáng kể đến các sợi tơ alpha-synuclein. Có sự giảm đáng kể lượng alpha-synuclein không hòa tan trong các sợi cơ được điều trị bằng chất tương tự CNS-11g. Cả ba loại thuốc được nghiên cứu đều có biểu hiện giảm tín hiệu ThT, cho thấy số lượng fibril giảm. Số lượng sợi nhỏ trong các mẫu được xử lý bằng CNS-11- và CNS-11g đã giảm về chất lượng. Hơn nữa, sự giảm số lượng sợi có thể nhìn thấy đã được ghi nhận đối với cả hai hợp chất, nhưng đặc biệt là đối với CNS-11g.

Có một sự khác biệt nhỏ giữa việc cho phép alpha-synuclein lắp ráp với sự có mặt của CNS-11 hoặc CNS-11g. Khi các hạt dạng sợi được xử lý bằng CNS-11g hoặc CNS-11, độ cao về thời gian tổng hợp được giảm nhẹ, có thể là do các sợi dạng sợi được tạo hình sẵn. Alpha-synuclein được dán nhãn huỳnh quang vẫn hòa tan ở mức cơ bản. Tuy nhiên, sự tải nạp các sợi tơ alpha-synuclein ngoại sinh qua trung gian liposome vào tế bào đã gợi ra sự tổng hợp của protein bản địa, có thể được quan sát và định lượng trong tế bào dưới dạng puncta huỳnh quang.

Các sợi alpha-synuclein sau khi chết được phân lập từ não của một bệnh nhân MSA và được đánh giá. Sử dụng nhãn vàng miễn dịch, các sợi nhỏ có nguồn gốc từ não đã được xác minh là alpha-synuclein. Nhóm nghiên cứu nhận thấy số lượng sợi hình ảnh trung bình của CNS-11g và CNS-11 giảm so với đối chứng. Ngoài ra, có sự giảm chiều dài sợi cơ khi các sợi cơ MSA được điều trị bằng CNS-11 và CNS-11g cho thấy chiều dài sợi cơ trung bình giảm 25%.

Các tế bào cảm biến sinh học HEK293T được tạo ra mạnh mẽ với alpha-synuclein nội bào bằng các sợi nhỏ có nguồn gốc từ MSA. Ở nồng độ dưới vi phân tử, đã quan sát thấy sự giảm đáng kể trong quá trình tạo mầm nội bào đối với ba hợp chất, với CNS-11g và CNS-11 thể hiện hiệu quả tương đương với EGCG đối chứng. Những kết quả này cho thấy rằng các loại thuốc này có thể phân tách các sợi cơ MSA có nguồn gốc từ não và các sợi cơ được điều trị trước bằng CNS-11 và CNS-11g không có khả năng tạo ra sự tổng hợp alpha-synuclein nội bào.

Ngoài ra, một giờ sau khi tiêm hợp chất ở chuột cho thấy nồng độ CNS-11 và CNS-11g trong huyết tương nằm trong khoảng từ 2,5 đến 11,7 ng/mL đối với CNS-11 và 5,2 và 23,5 ng/mL đối với CNS-11g. Hơn nữa, CNS-11 và CNS-11g thể hiện tính thấm của não. Trong mô não, nồng độ của chúng dao động trong khoảng 5,7 đến 17,8 ng/g đối với CNS-11 và 3,5 và 25,5 ng/g đối với CNS-11g.

Phần kết luận

Các kết quả nghiên cứu đã làm nổi bật khả năng của hai loại thuốc để giải cấu trúc alpha-synuclein. Ngoài ra, nghiên cứu đã chứng minh rằng các hóa chất này có hiệu quả chống lại các sợi alpha-synuclein được tìm thấy trong mô não bệnh nhân và có thể xâm nhập hiệu quả vào mô não sống ở chuột. Xác nhận thêm là cần thiết để xác minh hiệu quả điều trị của họ. Tuy nhiên, những phát hiện sơ bộ này cho thấy khả năng của các hợp chất này khi sự phát triển thuốc trong tương lai dẫn đến việc điều trị các bệnh lý synucleinopathies.