«Нанофуны» могут заживлять клетки мозга и защищать от болезней

Новое исследование показывает, что нанофуны-тип металлической наночастицы в форме цветов-могут защитить и зацепить клетки мозга, способствуя здоровью и обороту митохондрий.

Митохондрии – это молекулярные машины, ответственные за производство энергии большинства наших клеток.

Эти результаты свидетельствуют о новом многообещающем подходе к нейротерапевтическим препаратам, который нацелен на основные механизмы заболеваний, таких как у Паркинсона и Альцгеймера, а не просто управление симптомами.

Исследование было проведено Чарльзом Митчеллом, докторантом в Техасском колледже сельского хозяйства и наук о биохимии и биофизике, а также специалистом по исследованиям Михаила Матвейенки. Оба являются членами в лаборатории Дмитрий Куруски, доцентом профессора и Техасского института агролфеи по развитию здоровья через сельскохозяйственного исследователя, который контролировал проект.

«Эти нанофури выглядят красиво под микроскопом, но то, что они делают внутри камеры, еще более впечатляет», – говорит Куруски.

«Улучшивая здоровье клеток мозга, они помогают решать один из ключевых факторов нейродегенеративных заболеваний, которые давно сопротивлялись терапевтическим прорывам».

Митохондриячасто называемые «электростанциями клетки», отвечают за превращение пищи в энергию, которую может использовать организм. Однако, как и любая энергетическая система, они производят некоторые отходы в процессе, в том числе повышенные реактивные формы кислорода – молекулы, которые могут повредить клетки, если они не будут должным образом лечить.

Чтобы оценить терапевтический потенциал нанофуристов, команда Куруски, которая специализируется на нейродегенеративных заболеваниях, проверила, как два нанофуристают нейроны и поддерживающие клетки мозга астроцитыПолем В течение 24 часов после обработки они увидели резкое снижение уровней активных форм кислорода, а также признаки улучшенной митохондриальной целостности и количества.

«Даже в здоровых клетках ожидается некоторый окислительный стресс», – говорит Куруски. «Но нанофуристы, кажется, настраивают производительность митохондрий, в конечном итоге приводя к уровням их токсичных побочных продуктов почти ничто».

Поскольку здоровье мозга и митохондриальная функция тесно связана, Куруски считает, что защита митохондрий в клетках мозга может привести к значимому улучшению функции мозга после повреждения болезней, особенно таких, как у Паркинсона и Альцгеймера.

«Если мы можем защитить или восстановить здоровье митохондрий, то мы не просто лечим симптомы – мы обращаем внимание на основную причину повреждения», – говорит Куруски.

Увидев эффекты в отдельных клетках, исследователи затем оценили нанофуны в Caenorhabditis elegans, хорошо известном модели организме, используемом в неврологических исследованиях, для проверки воздействия на целые организмы.

Черви, обработанные одним из нанофлаусов, выживали в течение нескольких дней дольше, чем их необработанные коллеги, которые имеют типичную продолжительность жизни около 18 дней. Те, кто лечился, также имела более низкую смертность на стадии ранней жизни, еще один показатель нейропротекторного потенциала нанофу.

С нетерпением жду, Куруски планирует проводить исследования токсичности и распределения на более сложных моделях животных, что является ключевым шагом перед клиническими испытаниями.

Несмотря на десятилетия исследований, эффективные нейропротекторные препараты остаются неуловимыми. Большинство методов лечения нейродегенеративных заболеваний основаны на лечении симптомов без учета основного повреждения клеток. Тем не менее, Куруски считает, что, непосредственно ориентируясь на здоровье митохондрий и окислительный стресс, нанофлайвы могут предложить новый инновационный подход к лечению.

Его команда недавно работала с Texas A & M Innovation, чтобы подать патентную заявку на использование наножирных веществ в нейропротекторных методах, и планирует сотрудничать с Техасским медицинским колледжем A & M, когда он готов к дальнейшему изучению эффекта нанольодеров для лечения инсульта, повреждений спинного мозга и нейродеогенеративных заболеваний.

«Мы думаем, что это может стать новым классом терапии», – говорит Куруски. «Мы хотим убедиться, что это безопасно, эффективно и имеет четкий механизм действий. Но, основываясь на том, что мы видели до сих пор, в нанофулках есть невероятный потенциал».

Исследование появляется в Журнал биологической химииПолем

Источник: Техасский университет A & M.