Nanotechnologia zastosowana do leczenia choroby Alzheimera

Jednym kawałkiem tej skomplikowanej zagadki jest peptyd β-amyloid (Aβ), który jest produktem degradacji białka APP – prekursora białka amyloidu. Prostą wersją jest to, że ten peptyd jest normalnie usuwany z komórek mózgowych jako odpad, ale u niektórych ludzi nie jest wystarczająco skutecznie usuwany i utrzymuje się w postaci kłębków białka. Te kłębki tworzą płytki amyloidowe, które są główną patologiczną oznaką AD. Obraz jest jednak bardziej skomplikowany. Liczba płytek w mózgu niekoniecznie koreluje z głębokością demencji w AD, więc najwyraźniej nie jest to cały obraz. W niedawnych badaniach odkryto:

Znaczące dowody wskazują teraz, że rozpuszczalność Aβ i ilość Aβ w różnych miejscach może być ściślej związana ze stanem chorobowym. Skład tych skupisk Aβ odzwierciedla różne populacje depozytów amyloidu i zdecydowanie koreluje z klinicznym stanem pacjenta.  

W AD są także patologiczne procesy, które nie są związane z płytkami amyloidowymi, a więc znowu mamy tutaj tylko częściowy obraz. Niemniej badacze szukali sposobów na zapobieżenie tworzenia się płytek amyloidowych jako możliwy sposób spowolnienia, zatrzymania, a nawet odwrócenia AD. Jak dotąd nic nie doprowadziło do zaaprobowanej terapii. (Obecnie leczenie AD jest tylko objawowe.)

To doprowadza nas do nowego badania, które używa dość wysoko technicznego podejścia do problemu – używając połączenia nanourządzeń i modyfikowanych przeciwciał, by zalać peptydy Aβ i usunąć je zanim będą miały szansę zbić się w płytki amyloidowe. Urządzenie jest cząstką w nanoskali, która jest porowata, żeby stworzyć dużą powierzchnię. Ta powierzchnia zostaje następnie pokryta przeciwciałami, które wiążą się do peptydów Aβ. Jedna nanocząstka może więc związać wiele peptydów, nie pozwalając im na zbicie się, a następnie zostają one wypłukane z systemu. Sprawdzali te urządzenia i odkryli:  

W CNM naukowcy testowali skuteczność urządzeń przez porównanie, jak zachowywały się peptydy pod nieobecność i obecność nanourządzeń. Używając in vitro transmisyjny mikroskop elektronowy (TEM), zaobserwowali znaczący spadek gromadzenia się peptydu w obecności nanourządzeń.

Te urządzenia zredukowały peptydy Aβ o 90%. To jest tylko badanie efektów nanourządzeń w probówce, właściwie tylko dowód na słuszność samej koncepcji. Zrobiły, co miały zrobić, a jest to wielki pierwszy krok. Naukowcy informują jednak o czymś więcej:

Eksperymenty in vivo — eksperymenty w żywych komórkach – dokonane przez Lee i jego współpracowników pokazały, że nanocząstki nie są toksyczne dla komórek. Testowali również skuteczność tych urządzeń w mózgach myszy z Alzheimerem, pokazując około 30 procentowe zahamowanie tworzenia się płytek w mózgach zawierających nanourządzenia w porównaniu do kontrolnych mózgów. Badania na myszach były prowadzone w KIST i KAIST w Korei Południowej z odpowiednią akceptacją rządu.

Mamy więc teraz badania in vitro i wstępne badania bezpieczeństwa i skuteczności na zwierzętach. To jest nadal bardzo wczesny etap. Musimy powtórzyć i rozszerzyć dane na zwierzętach, a potem, jeśli wszystko będzie wyglądać dobrze, przejść do trwającego dziesięciolecie procesu testowania na ludziach. Jeśli wszystko pójdzie dobrze, prawdopodobnie możemy spodziewać się za 10-15 lat do zaakceptowanej terapii. Jednak z takimi nowymi technologiami medycznymi rzadko kiedy wszystko idzie dobrze. Czytałem o przełomach w AD, które przez dziesięciolecia wyglądały obiecująco, a jak pewnie zauważyliście, żaden z nich nie doprowadził do skutecznego leczenia AD. Niemniej każdy postęp taki jak ten jest zachęcający. Musimy nie ustawać w rzucaniu tych kostek i mieć nadzieję, że którego dnia uda nam się trafić na rzeczywiście skuteczne leczenie.  

Ta sprawa naświetla nie tylko stan badań nad AD, ale fakt, że wydajemy się być na progu nowych strategii leczenia w medycynie. Zdolność kontrolowania właściwości urządzeń na nanoskalę, która jest skalą komórek i wielu biologicznych funkcji, co najmniej otwiera drzwi do możliwości nanomaszyn, które mogą leczyć choroby i degeneracje. Ciągle również robimy postępy – kontrolując białka, geny, przeciwciała, receptory i inne biologiczne składniki. Zwróciłem uwagę na to badanie, ponieważ zestawia oba te technologiczne podejścia – nanourządzenia i przeciwciała.  

Wychodzimy poza farmakologię. Już widzimy falę terapii monoklonalnymi przeciwciałami, które otrzymują zatwierdzenie. Niektóre z nich okazują się skuteczniejsze i mają mniej skutków ubocznych niż jakikolwiek lek. To jest rzeczywisty postęp i już tu jest. Widzimy, jak terapie immunologiczne na raka stanowią o znaczącej różnicy. Dla mnie pokazują rzeczywiste opóźnienie w stosowaniu podstawowych badań naukowych. O części z tych terapii, które wchodzą obecnie w użycie, dowiedziałem się w latach 1990. To może tworzyć dziwaczną sytuację, że w momencie, kiedy przełomowe odkrycie zaczyna być stosowane, już jest „starą wiadomością”. Prasa przeszła już do nowych badań podstawowych, które mogą  dać (lub nie dać) rezultaty za 20 lat.

Nie zaniedbujmy jednak zauważania znacznego medycznego postępu, jaki rzeczywiście czynimy i używamy dzisiaj. Terapia genowa, immunomodulacja i monoklonalne przeciwciała mogą być starymi pomysłami, ale w dobry sposób dokonują transformacji medycyny.

Nanotechnology to Treat Alzheimer’s Disease

NeuroLogica Blog, 1 maja 2020

Tłumaczenie: Małgorzata Koraszewska