Наиболее эффективный способ борьбы с серьезными заболеваниями — обнаружить в начальной стадии и сдерживать их развитие. Исследование Мичиганского университета, опубликованные в Journal of Biological Chemistry, показывает, как «молекулярный пинцет» предотвращает слипание, или агрегирование, белков — с чего начинаются такие неврологические расстройства, как болезнь Паркинсона, болезнь Альцгеймера и болезнь Хантингтона.
Результаты позволяют начать клинические испытания многообещающих молекул, которые могут стать новым лекарственным препаратом, — заявила Лиза Лапидус, доцент физики и астрономии и соавтор доклада.
«Когда у пациентов проявляются симптомы и они обращаются к врачу, агрегации уже отвердели в их мозге, — сказала она. — Но в лабораторных условиях мы можем обнаружить изменения на начальной стадии, когда лекарства могут быть наиболее эффективными. Это может стать методом борьбы с болезнью Паркинсона и другими заболеваниями, при которых возникают нейротоксическое агрегации».
Лаборатория Лапидус использует новоизобретенную лазерную технологию для изучения скорости реконфигурации белка до агрегации. Белки — цепочки аминокислот, которые делают большую часть работы в клетках. Ученые понимают структуру белков, но не знают, как же происходит процесс, известный как фолдинг белка.
Исследования Лапидус пролили свет на процесс, соотнеся скорость, на которой разворачивающийся белок менял форму, с его склонностью к комкованию или слипанию с другими белками. Если реконфигурация происходит гораздо быстрее или медленнее, чем движутся белки, сталкиваясь друг с другом, агрегация идет медленно, но если реконфигурация проходит на той же скорости — агрегация происходит быстро.
Шрабасти Ачарья, ведущий автор в лаборатории Лапидус, проверял молекулу CLR01, на которую был получен совместный патент исследователями из Университета Дуйсбург-Эссена (Германия) и Лос-Анджелеса. CLR01 связывается с белками и препятствует агрегации за счет ускорения перенастройки. Это как коготь, который крепится к части белка — аминокислоте лизину.
Этой работе предшествовали исследования приправы куркумин. Оказалось, что куркумин не может быть кандидатом в лекарства от болезней мозга — его молекулы не могут проникать через гематоэнцефалический барьер. Исследование опровергло распространенное представление, что для профилактики болезни Паркинсона достаточно есть острую пищу.
CLR01 имитирует молекулу куркумина и тоже имеет свойство препятствовать агрегации. Но в отличие от специи, молекулы CLR01 могут проходить гематоэнцефалический барьер и действовать там, где это необходимо. Они не только работают в нужном месте, но и действуют более эффективно, потому что ускоряют перенастройку больше, чем куркумин. Кроме того Ачарья показал, что CLR01 замедляет первый этап агрегации, и результат исследования открывает прямую дорогу к началу клинических испытаний.