Międzynarodowy zespół naukowców opracował funkcjonalizowane peptydami nanocząstki złota, które pozwalają ograniczyć śmierć neuronów będącą wynikiem zbyt dużego pobudzenia (hiperekscytacji). Autorzy badań podkreślają, że nadmierna stymulacja komórek nerwowych przez kwas glutaminowy (glutaminian, GLU) może doprowadzić do ich uszkodzenia i śmierci. Zjawisko to, zwane ekscytotoksycznością, występuje w wielu chorobach neurozapalnych i neurodegeracyjnych, m.in. alzheimerze.

Neurony i astrocyty pod mikroskopem fluorescencyjnym, © IIT-Istituto Italiano di Tecnologia

Nadmierna stymulacja receptorów glutaminergicznych może wywołać niekontrolowany napływ jonów Ca2+ do wnętrza komórki. W warunkach fizjologicznych jony wapnia pełnią rolę ważnego przekaźnika (wyzwalają szereg procesów we wnętrzu komórki). Jeśli ich napływ jest jednak nadmierny, dochodzi do wspomnianej hiperekscytacji neuronu, a konsekwencją ekscytotoksyczności jest w bardzo wielu przypadkach programowana śmierć komórki, czyli apoptoza. Wysokie stężenie wapnia w neuronie po stymulacji receptorów glutaminianergicznych uruchamia kolejne procesy prowadzące do jego zniszczenia: 1) aktywację enzymów zależnych od jonów wapnia (m.in. kinaz białkowych, proteaz czy endonukleaz), 2) aktywację syntazy tlenku azotu, 3) dysfunkcję mitochondriów oraz 4) generowanie wolnych rodników.

Nadmierna aktywacja neuronu prowadzi do zwiększonego zapotrzebowania energetycznego przy ograniczonych możliwościach jej produkcji. Deficyt energetyczny skutkuje uszkodzeniem mitochondriów i śmiercią neuronów.

Funkcjonalizowane peptydami nanocząstki złota zaprojektowano i przygotowano w IIT-Istituto Italiano di Tecnologia w Lecce. Pozwalają one na wybiórcze hamowanie ekstrasynaptycznych (pozasynaptycznych) receptorów glutaminergicznych. Jak tłumaczą naukowcy, wielkość nanocząstek skutkuje blokowaniem wyłącznie receptorów zlokalizowanych pozasynaptycznie. Dzięki temu zachowana zostaje prawidłowa neurotransmisja, a jednocześnie można uniknąć nadmiernej aktywacji prowadzącej do śmierci neuronów.

Mechanizm molekularny leżący u podłoża neuroochronnego działania nanocząstek określono podczas prac eksperymentalnych prowadzonych przez Pierluigiego Valente z Uniwersytetu w Genui oraz grupę Fabia Benfenatiego z Centro NSYN-IIT w Genui.

Wyniki badań będzie można wykorzystać podczas rozwijania metod terapii chorób neurologicznych przebiegających z nadmiernym uwalnianiem GLU. Możliwość blokowania receptorów pozasynaptycznych, które przede wszystkim odpowiadają za śmierć komórek, bez oddziaływania na transmisję synaptyczną pozwala myśleć o pozbawionej skutków ubocznych terapii celowanej.

 

 

 

Źródło: EurekAlert!
0 0 vote
Article Rating