Ученые из научных центров России и Германии разработали пептид, разрушающий олигомеры, которые убивают клетки мозга. Пептид может стать основой нового лекарства для профилактики болезни Альцгеймера.
Группа исследователей из МФТИ, Института биоорганической химии им. М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова РАН и Исследовательского центра Юлиха (Германия) изучила перспективу создания лекарства от нейродегенерации. Статья об этом опубликована в Journal of Medicinal Chemistry, сообщает пресс-релиз МФТИ (есть в распоряжении редакции ОД).
Самое известное проявление нейродегенрации – болезнь Альцгеймера. В мире сегодня насчитывается около 50 миллионов страдающих этим недугом. С возрастом вероятность развития нейродегенерации увеличивается. Причины болезни досконально неизвестны, но доказано, что провалы в памяти у страдающих болезнью Альцгеймера связаны с избирательной дегенерацией (разрушением) нейронов коры головного мозга – клеток мозга, которые отвечают за мышление и память.
В местах контакта нейронов с другими клетками накапливается пептид Aβ, который называют бета-амилоид. Эта белковая молекула собирается в протяженные упорядоченные структуры – фибриллы, из которых формируются амилоидные бляшки.
Существующие методы лечения основаны на разрушении отложений пептида Aβ. Но такое лечение может привести к образованию гораздо более опасных белковых образований – олигомеров – коротких молекул пептида Aβ. Эти короткие молекулы бета-амилоида приводят к угнетению нейронов и клеточной смерти.
Очень близкие формы бета-амилоида отличаются на один или несколько аминокислотных остатков различной длины. Они встречаются у людей независимо от возраста и проявлений болезни Альцгеймера. При низких концентрациях пептиды Aβ, вероятно, имеют даже нейропротекторные свойства. Все формы пептидов Aβ склонны к олигомеризации, то есть созданию коротких молекул из своих аминокислот.
В Исследовательском центре. Юлиха (Forschungszentrum Jülich, FZJ) разработали D-энантиомерный пептид D3, который может разбирать и разрушать токсичные для клеток мозга олигомеры Aβ. Одно из D3-подобных соединений в качестве препарата для лечения болезни Альцгеймера сейчас проходит вторую фазу клинических испытаний.
В сотрудничестве с российскими учеными немецкие исследователи выяснили с помощью ЯМР (ядерно-магнитного резонанса), как именно происходит взаимодействие пептидов на молекулярном уровне. Эксперименты были очень точными – на грани чувствительности приборов – и поэтому длились несколько месяцев.
Оказалось, что пептид D3 взаимодействует с прилегающей к мембране областью мембранного белка CTFβ, из которого образуется олигомер Aβ. Тем самым он подавляет ранние стадии приобретения пептидом Aβ β-конформаций, характерных для малых токсичных олигомеров, считают ученые.
В результате исследований ученым удалось впервые получить экспериментально атомарную структуру D-пептида, который рассматривается как представитель нового перспективного класса лекарств против болезней, вызванных нейродегенерацией, в том числе болезни Альцгеймера.