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Molecole metalliche sono promettenti contro l'accumulo di peptidi nell'Alzheimer
Immagine del cervello di topo con evidenziate le aree in cui si accumulano i complessi metallici studiati.
In test di laboratorio, ricercatori di Imperial College London hanno creato una molecola metallica che inibisce l'accumulo di un peptide associato al morbo di Alzheimer e hanno pubblicato i risultati su Chemical Science.
Un peptide è il frammento di una proteina, e una delle caratteristiche principali del MA è l'accumulo di un peptide specifico chiamato amiloide-beta (Aβ). Il team ha dimostrato che con l'aiuto di ultrasuoni, la loro molecola può attraversare la barriera emato-encefalica nei topi, puntando la parte del cervello in cui il peptide dannoso si accumula più spesso.
Il MA è la forma più comune di demenza, che colpisce circa 50 milioni di persone in tutto il mondo. C'è la necessità pressante di sviluppare farmaci che possono prevenire o invertire gli effetti di questa malattia devastante.
Alcune molecole metalliche sono state progettate in precedenza per prevenire la formazione di Aβ. Tuttavia, quelle erano spesso tossiche per le cellule, oppure non in grado di attraversare la barriera emato-encefalica (BBB, blood-brain barrier), una barriera protettiva semi-permeabile che regola con cura il passaggio di sostanze che entrano ed escono dal cervello.
Ora, una squadra dei dipartimenti di chimica e bioingegneria dell'Imperial College London ha progettato una molecola metallica altamente efficace nel prevenire l'accumulo di Aβ negli studi in laboratorio. Ha anche dimostrato che la molecola non è tossica per le cellule simili a quelle del cervello umano, e che può attraversare la barriera emato-encefalica nei topi, con l'aiuto di una tecnica che usa microbolle e ultrasuoni focalizzati.
Non invasiva e non tossica
La prima autrice Tiffany Chan, dei dipartimenti di chimica e bioingegneria dell'Imperial, ha dichiarato:
"Pochissime molecole metalliche sono state studiate come potenziali inibitori dell'accumulo di Aβ, a causa dei problemi di tossicità e difficoltà a superare la barriera emato-encefalica.
"La molecola che abbiamo progettato è in grado di interferire con l'Aβ e sembra non tossica, e può essere consegnata attraverso la barriera emato-encefalica con gli ultrasuoni, il che significa che non c'è bisogno di una procedura invasiva".
La molecola è centrata attorno al metallo cobalto, circondata da molecole organiche che formano un complesso, che si lega ai peptidi Aβ, impedendo loro di attaccarsi l'un con l'altro e di accumularsi. La molecola incorpora anche gruppi chimici che impediscono di essere assorbiti nelle cellule nervose umane, riducendo la sua tossicità.
Per dimostrare che la molecola può attraversare la BBB, il team ha usato una tecnica che comporta l'iniezione della molecola accanto a microbolle nelle vene dei topi. Quando l'ultrasuono è diretto al cervello, le microbolle si muovono rapidamente avanti e indietro, aprendo la BBB e consentendo alla molecola di entrare nel cervello in modo non invasivo e mirato.
La squadra è riuscita a focalizzare gli ultrasuoni sulla regione dell'ippocampo del cervello, che è spesso influenzato fortemente dall'accumulo di Aβ nelle prime fasi del MA. Sono stati anche in grado di mostrare quanto può essere specifico puntare gli ultrasuoni per inviare la molecola solo all'ippocampo sinistro.
La molecola ha dimostrato di essere ben tollerata dai topi, che non hanno mostrato effetti negativi dopo diverse settimane. L'autore senior prof. Ramon Vilar, del Dipartimento di Chimica dell'Imperial, ha dichiarato:
"Questo studio mostra il potenziale delle molecole metalliche nel prevenire l'aggregazione dell'Aβ. Il nuovo composto sarà studiato ancora più in profondità per stabilire se anch'esso può prevenire l'accumulo di Aβ nei topi senza effetti collaterali tossici indesiderati".
Fonte: Hayley Dunning in Imperial College London (> English) - Traduzione di Franco Pellizzari.
Riferimenti: Tiffany Chan, Carmen Ruehl, Sophie Morse, Michelle Simon, Viktoria Rakers, Helena Watts, Francesco Aprile, James Choi, Ramon Vilar. Modulation of amyloid-β aggregation by metal complexes with a dual binding mode and their delivery across the blood–brain barrier using focused ultrasound. Chemical Science, 2021, DOI
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