Исследователи из Университета Северной Каролины в Чапел-Хилл разработали новую платформу для доставки лекарств, которая использует спиральные амилоидные волокна, предназначенные для раскручивания и высвобождения лекарств в ответ на температуру тела.
Новая исследовательская статья, опубликованная 26 января в журнале Nature Communications, раскрывает новаторские структурные детали того, как формируются болезни, очень похожие на болезнь Альцгеймера. Обладая этими знаниями, группа, возможно, открыла уникальный механизм, позволяющий обратить вспять как отложения, так и их воздействие на тех, кто страдает от этих заболеваний.
Исследователь Университета Северной Каролины-Чапел-Хилл Ронит Фриман возглавляет исследовательскую группу, в которую входят исследователи из лаборатории Линн в Университете Эмори, изучающие основной пептид бета-амилоида-42, ключевую часть, управляющую сборкой и отложением амилоидных бляшек в мозге пациентов с болезнью Альцгеймера. Создав синтетические варианты пептида в лаборатории, они смогли понять, как контролировать способ сборки и скручивания этих молекул.
«Способность этих амилоидных материалов раскручиваться и разрушаться подчеркивает потенциал для лечения, модифицирующего и впоследствии обращающего вспять бляшки, обнаруженные при болезни Альцгеймера и других нейродегенеративных заболеваниях», — сказал Фриман. «Мы знаем, что направление закручивания амилоидных фибрилл связано с различными состояниями прогрессирования заболевания. Представьте себе, что с помощью простого лечения мы могли бы модифицировать амилоиды, чтобы изменить их форму и исчезнуть — это то, что наше открытие может позволить нам сделать в будущем. .”
Используя передовые спектроскопические методы, исследователи исследовали, как взаимодействуют отдельные пептиды, получив информацию о скорости сборки, расстояниях между пептидами, выравнивании пептидов и, что немаловажно, направлении скручивания. Электронная и флуоресцентная микроскопия высокого разрешения использовалась для характеристики морфологии материалов при различных температурах.
Исследователи определили, что N-концевой домен пептида важен для программирования формы сборки, такой как трубки, ленты или волокна, в то время как C-концевые модификации управляют левым или правым поворотом внутри материала. Используя эти правила проектирования, ряд пептидов был настроен на переключение по требованию между левосторонним и правосторонним скрученными лентами в ответ на изменение температуры. Эта инверсия скручивания затем делает материал подверженным разложению под действием природных белков, что является желательным свойством для материалов, используемых в качестве средств доставки.
Клава С.Дж., Ли М., Райкер К.Д., Цзян Т., Ван К., Гао Ю., Дейли М.Л., Бхонг С., Чайлдерс В.С., Омосун Т.О., Мехта А.К., Линн Д.Г., Фриман Р.
Раскрытие супрамолекулярных кодов киральности для создания настраиваемых биоматериалов.
Нац Коммун. 2024, 26 января;15(1):788. дои: 10.1038/s41467-024-45019-2
