Новости химической науки > Наночастицы с покрытием в борьбе с болезнью Альцгеймера

Обнаружено, что наночастицы, покрытые слоем из полимера – продукта поликонденсации аминокислот, могут успешно предотвращать формирование амилоидных фибрилл – неправильно организованных волокон белка, формирование которых связано с развитием нейродегенеративных заболеваний, таких как болезни Альцгеймера, Паркинсона и Хантингтона.

При аномальном скручивании амилоидных белков образуются нерастворимые волокна, которые называются амилоидными фибриллами. Коагуляция нескольких фибрилл приводит к образованию амилоидных бляшек в мозговой ткани. Исследователи надеются, что прогрессирование нейродегенеративных заболеваний можно останавливать за счет замедления или прекращения роста таких фибрилл.

Никиль Яна (Nikhil Jana) с коллегами функционализировали поверхность наночастиц золота пятью типами различных полимерных покрытий, построенных из различных блоков, после чего смешали различные наночастицы с белками-амилоидами и с помощью электронной микроскопии и флуоресцентного анализа наблюдали за образованием фибрилл.

Было установлено, что в присутствии наночастиц, на поверхность которых нанесено покрытие из полигистидина образование фибрилл не протекает. Как отмечает Яна, результаты работы показывают, что с помощью средств химии поверхности появляется возможность получить наночастицы, способные к полному ингибированию образования амилоидных фибрилл. Также исследователи показали, что степень фибрилляции амилоидных белков может регулироваться за счет дозировки гибридных наночастиц.

Наночастицы золота, покрытые полигистидином, могут предотвращать образование амилоидных фибрилл. (Рисунок из J. Phys. Chem. C, 2014, DOI: 10.1021/jp505613g)

Ранее проведенные исследования показали, что молекулярный гистидин взаимодействует с амилоидными белками, но это взаимодействие недостаточно прочно для предотвращения образования фибрилл. Тем не менее, когда продукт гомополиконденсации гистидина применяется в качестве покрытия для наночастицы, он может более прочно связываться с растущей фибриллой за счет большего количества центров межмолекулярных взаимодействий, а это, в свою очередь, обеспечивает то, что короткие фибриллы не могут комбинироваться и «вызревать» в полноценную амилоидную бляшку.

Контрольные эксперименты с другими полимерными покрытиями показывают, что именно гистидин является идеальным для ингибирования роста амилоидных фибрилл. Для эффективного препятствования роста фибрилл на поверхности покрытия должны располагаться как положительные, так и отрицательные заряды, и, заодно с ними – группы с незначительной гидрофобностью. Гистидин удовлетворяет всем этим условиям, обеспечивая формирование модифицированной наночастицы с перспективными полезными свойствами, однако говорить об успехе в борьбе с нейродегенеративными заболеваниями еще рано – необходимо разработать стратегию доставки комбинированных лекарственных препаратов в мозг.

Источник: J. Phys. Chem. C, 2014, DOI: 10.1021/jp505613g

метки статьи: #биохимия, #медицинская химия, #нанотехнологии, #химия полимеров