Исследователи Техниона — Израильского технологического института — в сотрудничестве с Национальным центром научных исследований Франции (CRNS) опубликовали итоги своих разработок искусственной молекулы, которая может сдерживать развитие болезни Альцгеймера.
Созданная учеными молекула расщепляет токсичный химический комплекс Cu-Aβ, тормозя таким образом процесс гибели клеток, связанный с болезнью Альцгеймера. Исследование проводилось профессором Галией Мааян и докторантом Анастасией Бехар с химического факультета Техниона совместно с профессором Кристель Хюро из Лаборатории химического взаимодействия CNRS в Тулузе.
Ионы меди являются ключевым компонентом структуры и функций различных клеток организма. Однако их чрезмерное накопление может привести к токсичности в клетках, вызывая опасные для здоровья состояния, такие, как окислительный стресс, сердечно-сосудистые нарушения и дегенеративные заболевания мозга, включая болезнь Альцгеймера.
Одним из механизмов, участвующих в развитии болезни Альцгеймера, является образование т.н. «свободных радикалов», которые повреждают клетки мозга. Это окислители, образованные, среди прочего, Cu – Aβ, комплексом меди и бета-амилоида. Сегодня известно, что распад этого комплекса и удаление меди предотвращают гибель клеток, подавляя тем самым дальнейшее развитие болезни. Извлечение меди осуществляется путем «хелирования» — процедуры, в ходе которой из организма извлекаются тяжелые металлы. В данном случае хелатная терапия проводится с использованием молекул, которые связывают ионы меди и извлекают их из амилоида.
Речь идет о весьма непростой задаче — молекулы-хелаторы должны соответствовать нескольким критическим химическим и кинетическим условиям, включая стабильность и устойчивость к окислительно-восстановительным реакциям. Также важно, чтобы в процессе извлечения меди хелатор не связывал одновременно ионы цинка, поскольку они необходимы для правильного функционирования нейронов мозга и не токсичны в связи с амилоидом. Более того — если хелатор связывает цинк, он больше не в состоянии успешно извлекать ионы меди.
В своей статье в журнале Angewandte Chemie исследователи Техниона и CNRS сообщают об успешной разработке нового искусственного хелатора, отвечающего всем этим требованиям. Молекула, получившая название P3, представляет собой пептидоподобную водорастворимую синтетическую структуру, которая извлекает медь из амилоида и прочно связывает ее, образуя комплекс CuP3. Действие молекулы тормозит и даже подавляет образование вредных окислителей, не создавая при этом новых процессов окисления. Хотя новая молекула тоже связывает ионы цинка, этот процесс идет слабее, и образуемые в результате комплексы нестабильны. Поэтому на практике P3 в основном связывает именно ионы меди в новые стабильные комплексы и подавляет образование вредных окислителей (NO ROS), тем самым нейтрализуя амилоидную токсичность.