Ricerche

Ricercatori della Università della California-Davis (UC Davis) hanno scoperto nuovi composti che disturbano la formazione di amiloide, i grumi di proteine ​​presenti nel cervello delle persone con Alzheimer ritenuti importanti nel causare il declino mentale tipico della malattia.

I cosiddetti "composti fluorene spin-labeled" sono un nuovo obiettivo importante per i ricercatori e medici concentrati sulla diagnosi, il trattamento e lo studio della malattia.

"Abbiamo trovato che queste piccole molecole hanno notevoli effetti positivi sui neuroni in coltura, dalla protezione contro i composti tossici che si formano nei neuroni al ridurre i fattori infiammatori", ha dichiarato John C. Voss (foto), professore di biochimica e medicina molecolare alla UC Davis School of Medicine e ricercatore principale dello studio. "Risultano quindi avere un grande potenziale come agente terapeutico per prevenire o ritardare lesioni negli individui nelle prime fasi dell'Alzheimer, prima che avvenga il danno significativo al cervello".

L'amiloide è un accumulo di proteine ​​e peptidi che si trovano naturalmente nel corpo. Un componente dell'amiloide -il peptide beta amiloide (Aβ)- è ritenuto uno dei principali responsabili della distruzione dei neuroni nel cervello. I composti di fluorene, che sono piccole molecole di tre anelli, originariamente sono stati sviluppati come agenti di visualizzazione per rilevare l'amiloide con scansioni PET. Oltre ad essere eccellenti per la rilevazione dell'amiloide, i fluoreni si legano e destabilizzano il peptide Aβ e quindi riducono la formazione di amiloide, in base a precedenti risultati di studi nei topi effettuati da Lee-Way Jin, un altro autore dello studio e professore associato al MIND Institute and Department of Medical Pathology and Laboratory Medicine della UC Davis.

L'attuale ricerca ha studiato gli effetti dei composti fluorene attaccando una molecola speciale che rende evidente la loro attività, utilizzando la spettroscopia a risonanza paramagnetica elettronica (EPR). Questa tecnologia permette ai ricercatori di osservare attività molto specifiche di molecole che interessano, perché i tessuti biologici non emettono segnali rilevabili dall'EPR. Poiché Voss era interessato all'attività dei fluoreni, ha aggiunto una "spin label" di nitrossido, una specie chimica con un segnale unico che può essere misurato mediante EPR.

Il gruppo ha scoperto che i composti spin-labeled hanno perturbato la formazione del peptide Aβ  ancora più efficacemente di quanto hanno fatto i fluoreni non marcati [labeled=marcati, etichettati]. Inoltre, le proprietà antiossidanti del nitrossido, che eliminano le specie reattive dell'ossigeno conosciute per danneggiare i neuroni ed aumentare l'infiammazione, hanno contribuito in modo significativo agli effetti protettivi sui neuroni. "I fluoreni spin-labeled hanno dimostrato un certo numero di caratteristiche estremamente importanti: sono eccellenti per la rilevazione dell'amiloide negli studi di imaging, perturbano la formazione dell'Aβ, e riducono l'infiammazione", ha detto Voss. "Questo li rende potenzialmente utili nei settori della ricerca, della diagnosi e del trattamento dell'Alzheimer".

L'Alzheimer è la forma più comune di demenza e colpisce circa 5 milioni di americani.  I farmaci attualmente utilizzati per combattere la malattia di solito hanno solo benefici limitati e temporanei, e molti effetti collaterali. Uno dei principali ostacoli nello sviluppo di terapie per l'Alzheimer è che la maggior parte delle molecole non attraversano la barriera emato-encefalica, e quindi i potenziali trattamenti somministrati per via orale o iniettati nel sangue non possono entrare nel cervello, dove sono necessari. I composti di fluorene sono piccole molecole che si sono dimostrati capaci di penetrare bene nel cervello. "Abbiamo unito le competenze di diversi settori per arrivare a questo punto, e quello che una volta era un interesse secondario è diventato un obiettivo importante", ha detto Voss. "Siamo molto eccitati e pieni di speranza che questi composti unici possano diventare estremamente importanti".

Il gruppo di Voss progetta di studiare in seguito la sicurezza dei composti di fluorene spin-labeled, nonché la loro efficacia per il trattamento di modelli di Alzheimer in piccoli animali.

Altri autori dello studio UC Davis comprendono Jitka Petrlova e Robin Altman, anch'essi del Dipartimento di Biochimica e Medicina Molecolare; Izumi Maezawa e Seok Hong del MIND Institute; e Daniel A. Bricarello e Atul N. Parikh del Dipartimento di Scienze Applicate. Altri autori sono Tamás Kalai e Kálmán Hideg dell'Università di Pecs, Istituto di Chimica Organica e Medicinale in Ungheria, e Ghimire Harishchandra e Gary A. Lorigan del Dipartimento di Chimica e Biochimica alla Miami University di Oxford in Ohio. Il lavoro è stato finanziato dal US National Institutes of Health (R01 AG029246) e dal Fondo Nazionale Ungherese di Ricerca (OTKA T81123).