Cząsteczka K162 na ratunek przed Alzheimerem

Peptydy zwane beta-amyloidami pogarszają stan neuronów. Są dla nich toksyczne, co skutkuje rozwijaniem się choroby Alzheimera. Zespół naukowców z Instytutu Chemii Fizycznej PAN wykazał, że cząsteczka K162 hamuje toksyczność beta-amyloidów. Badacze opisali mechanizm jej działania w periodyku „ACS Chemical Neuroscience”.

ichf pan beta amyloidy

Neurony osoby zdrowej tworzą unikalną sieć połączeń, która w wyniku choroby Alzheimera ulega nieodwracalnemu zniszczeniu, prowadząc do splątania chorego. Źródło: IChF PAN, fot.: Grzegorz Krzyżewski.

Choroba Alzheimera rozwija się powoli. Jest nieuleczalna. Niszczy neurony w mózgu, powodując nie tylko zaniki pamięci, ale także nieodwracalne zmiany utrudniające codzienne funkcjonowanie. Jedną z głównych przyczyn pogarszania się stanu neuronów i stopniowego kurczenia się mózgu są peptydy zwane β-amyloidami (Ab). Mają one tendencję do gromadzenia się wokół neuronów, stając się dla nich toksyczne. Efektem są nieodwracalne zmiany w mózgu. W najnowszych badaniach naukowcy z Instytutu Chemii Fizycznej PAN pod kierunkiem dra Piotra Pięty wykazali, że substancja o symbolu K162 skutecznie zmniejsza toksyczność Aβ i opisali dokładny mechanizm jej działania.

Neurony w stanie zapalnym

Pamięć to jeden z kluczowych procesów zachodzących w naszym mózgu, decydujący o tym, kim jesteśmy. Nasze wspomnienia są przechowywane dzięki komórkom nerwowym – neuronom przetwarzającym i przekazującym informacje za pomocą sygnałów elektrycznych i chemicznych. Długotrwałe narażenie neuronów na stan zapalny prowadzi do zaburzenia ich komunikacji, degeneracji i w efekcie ubytków w mózgu. Powoduje zaniki pamięci, a nawet zaburzenia funkcjonowania. Dzieje się tak w przebiegu choroby Alzheimera.

K162 kontra β-amyloidy

Grupa badawcza dra Piotra Pięty po raz pierwszy wyjaśniła mechanizm hamowania toksyczności małych oligomerów Aβ przez cząsteczkę K162. Naukowcy prowadzili badania z wykorzystaniem modelowej błony biologicznej, która przypomina swoją budową błonę komórki mózgowej. Za pomocą mikroskopii sił atomowych (ang. atomic force microscopy, AFM) bezpośrednio zobrazowali oddziaływania małych oligomerów Aβ z modelową błoną w obecności K162 na poziomie molekularnym. Dzięki dodatkowym badaniom elektrochemicznym i obliczeniom molekularnym szczegółowo wyjaśnili oddziaływania pomiędzy różnymi postaciami Aβ (monomerami, dimerami, fibrylami) a K162.

„K162 modyfikuje agregację Aβ, hamując tworzenie toksycznych oligomerów Aβ i sprzyjając powstawaniu monomerów, dimerów i włókien Aβ, które nie niszczą modelowej błony komórkowej. W przeciwieństwie do innych inhibitorów, K162 chroni neurologicznie korzystne monomery Aβ. Ten unikalny mechanizm działania K162 może stanowić alternatywną strategię walki z chorobą Alzheimera” – zauważa dr Piotr Pięta.

Jedną z najważniejszych właściwości cząsteczki K162 jest jej zdolność łatwego przenikania przez błony komórkowe i przekraczania bariery krew-mózg; a gdy już połączy się z komórkami nerwowymi, chroni je przed stanem zapalnym i degeneracją.

Artykuł „Inhibition of Amyloid β Induced Lipid Membrane Permeation and Amyloid β Aggregation by K162” w „ACS Chemical Neuroscience”

Źródło informacji: Instytut Chemii Fizycznej PAN, dr Magdalena Osial