Альцгеймер боится темноты?
Представьте вещество, которое проникает в организм пациента и целенаправленно атакует причину болезни Альцгеймера. Такое умное оружие — химическое соединение, которое блокирует опасный фермент после вспышки лазера, — создали петербургские ученые. Результаты исследования опубликованы в журнале Optical Materials.
Медицина давно стремится разрабатывать лекарства, которые попадают точно в больные клетки и не задевают остальные. Такой подход называется таргетной терапией. Он особенно важен при лечении болезни Альцгеймера. Мозг — самый защищенный орган: его окружает гематоэнцефалический барьер, не пропускающий внутрь большинство химических веществ. Поэтому многие препараты не могут добраться до цели. При этом существующие лекарства имеют серьезные побочные эффекты, связанные с высокой дозировкой и токсичностью из-за нецелевого воздействия на клетки. Специалисты из РАН и СПбГТИ предложили новое решение, создав химическое соединение — биоактивный наноматериал, который активируется с помощью света.
Разработанный ими элемент блокирует бутирилхолинэстеразу — фермент, активность которого возрастает при болезни Альцгеймера. Чтобы понять принцип действия, представьте, что сигналы между нейронами в мозге — это важные сообщения, а переносят их маленькие курьеры. В норме бутирилхолинэстераза работает как уборщик, который избавляется от старых сообщений, чтобы освободить место для новых. При болезни Альцгеймера он начинает делать это слишком усердно и убирает даже свежие, нужные сообщения, не давая им дойти до адресата. Это нарушение мешает нейронам в мозге передавать друг другу сигналы, из-за чего память работает с ошибками, а человек начинает путать даты, теряться в пространстве, забывать имена и факты из своей жизни. Для лечения нужен препарат, который позволил бы снизить активность фермента. Соединение, придуманное исследователями, блокирует бутирилхолинэстеразу почти вдвое эффективнее аналогов.
На этом плюсы не заканчиваются: действие наноматериала усиливается от воздействия светового сигнала. Когда на материал направляют лазер, молекулы перестраиваются и активность фермента снижается в три раза. Такая технология относится к фотофармакологии: контролирует не только место, но и время действия лекарства. Можно доставить препарат в неактивном виде, дождаться, пока он сконцентрируется в нужной области мозга, и только потом «включить» его светом, минимизируя вред для остального организма. Это возможно благодаря ионам европия — редкого радиоактивного металла. Под воздействием света начинается люминесценция, что позволяет отслеживать перемещение соединения по телу в режиме реального времени. К тому же это вещество полностью растворяется в воде — основном компоненте крови, что обеспечивает легкую доставку к клеткам.
Первые испытания наноматериала провели в лабораториях СПбГУ на дафниях — крошечных пресноводных рачках. Дафнии были выбраны не случайно: их прозрачные тела позволили ученым наблюдать под микроскопом за распространением частиц по организму без причинения вреда животным. Эксперимент показал, что соединение нетоксично, отлично накапливается в пищеварительной системе и легко отслеживается по свечению. До клинического применения лекарства еще далеко, ведь специалистам предстоит хорошенько продумать способ его доставки в организм, но результаты дарят надежды на выздоровление.
Это исследование поддерживает развитие фотофармакологии: в будущем ученые смогут создавать принципиально новые, точные и безопасные методы борьбы с нейродегенеративными заболеваниями. Тогда мы уверенно скажем, что для победы над альцгеймером нужно просто включить яркий свет.
Фото на обложке: freepik.com
