این تحقیق که در 19 ژوئیه در Nature Communications منتشر شد، با همکاری محققان پزشکی جانز هاپکینز به سرپرستی دکتر Xiaobo Mao و دانشمندان دانشگاه میشیگان، Ann Arbor انجام شد. هدف آنها یافتن نوع جدیدی از درمان بود که میتوانست به طور خاص پروتئینهای بدشکل به نام آلفا سینوکلئین را هدف قرار دهد که تمایل به جمع شدن و لثه کردن عملکرد درونی سلولهای مغزی دارند. شواهد در حال ظهور نشان داده اند که توده های آلفا سینوکلئین می توانند از روده یا بینی به مغز گسترش یافته و باعث پیشرفت بیماری شوند.
به طور قابل توجهی، ما بیان PFFNB2 را در قشر مغز القا کردیم و از گسترش تودههای آلفا سینوکلئین به قشر مغز موش، منطقهای که مسئول شناخت، حرکت، شخصیت و سایر فرآیندهای درجه بالاست، جلوگیری کرد.
پروتئین هایی به نام آنتی بادی ها به سیستم ایمنی بدن کمک می کنند تا پاتوژن های خارجی را پیدا کرده و به آنها حمله کند. نسخههای کوچک آنتیبادیها به نام نانوبادی – ترکیبات طبیعی در خون حیواناتی مانند لاما و کوسه – برای درمان بیماریهای خودایمنی و سرطان در حال مطالعه هستند. اکنون، محققان پزشکی جانز هاپکینز به توسعه نانو جسمی کمک کردهاند که قادر به عبور از قسمت بیرونی سخت سلولهای مغز و باز کردن پروتئینهای بدشکل است که منجر به بیماری پارکینسون، زوال عقل لوی و سایر اختلالات عصبی-شناختی ناشی از پروتئین آسیبرسان میشود.
آزمایشهای اضافی روی موشها نشان داد که نانو جسم PFFNB2 نمیتواند از تجمع آلفا سینوکلئین در تودهها جلوگیری کند، اما میتواند ساختار تودههای موجود را مختل و بیثبات کند.
مائو، دانشیار عصبشناسی میگوید: موفقیت PFFNB2 در اتصال تودههای مضر آلفا سینوکلئین در محیطهای پیچیدهتر نشان میدهد که این نانو جسم میتواند کلیدی برای کمک به دانشمندان در مطالعه این بیماریها و در نهایت توسعه درمانهای جدید باشد.
Ramhari Kumbhar، دکترا، نویسنده اول، دانشجوی فوق دکتری در دانشکده پزشکی دانشگاه جان هاپکینز
این تیم هفت نوع مشابه نانوبادی به نام PFFNBs ساختند که میتوانند به تودههای آلفا سینوکلئین متصل شوند. از میان نانوبادیهایی که آنها ایجاد کردند، یکی – PFFNB2 – بهترین کار را بر روی تودههای آلفا سینوکلئین داشت و نه مولکولهای منفرد یا مونومر آلفا سینوکلئین. نسخه های مونومر آلفا سینوکلئین مضر نیستند و ممکن است عملکردهای مهمی در سلول های مغز داشته باشند. محققان همچنین باید تعیین کنند که آیا نانو جسم PFFNB2 می تواند پایدار بماند و در داخل سلول های مغز کار کند یا خیر. این تیم دریافت که در سلولها و بافتهای زنده موش-مغز، PFFNB2 پایدار است و تمایل زیادی به تودههای آلفا سینوکلئین به جای مونومرهای تک آلفا سینوکلئین نشان میدهد.
در تئوری، آنتیبادیها پتانسیل صفر کردن پروتئینهای آلفا سینوکلئین را دارند، اما ترکیبات مبارزهکننده با بیماریزا به سختی از پوشش بیرونی سلولهای مغز عبور میکنند. برای فشردن پوششهای سخت سلولی مغز، محققان تصمیم گرفتند از نانوبادیها، نسخه کوچکتر آنتیبادیها استفاده کنند.
به طور سنتی، نانوبادیهایی که خارج از سلول تولید میشوند ممکن است عملکرد مشابهی را در داخل سلول انجام ندهند. بنابراین، محققان مجبور شدند نانو اجسام را تقویت کنند تا به آنها کمک کنند تا در یک سلول مغزی پایدار بمانند. برای انجام این کار، آنها نانو اجسام را مهندسی ژنتیکی کردند تا آنها را از شر پیوندهای شیمیایی خلاص کنند که معمولاً در داخل سلول تجزیه می شوند. آزمایشها نشان داد که بدون پیوندها، نانو جسم پایدار باقی میماند و همچنان میتوانست به آلفا سینوکلئین بدشکل متصل شود.
مرجع مجله:
باتلر، YR، و همکاران (2022) نانوبادی خاص فیبریل α-سینوکلئین انتشار α-سینوکلئین پریون مانند را در موش کاهش می دهد. ارتباطات طبیعت doi.org/10.1038/s41467-022-31787-2.