Новый прорыв в нанотехнологиях может помочь выявить болезнь Альцгеймера и другие нейродегенеративные расстройства на ранней стадии и помочь в их лечении.

Болезнь Альцгеймера (БА) – нейродегенеративное заболевание, которое является причиной 60–70% случаев деменции. Заболевание начинается медленно – наиболее частым ранним симптомом является трудность запоминания недавних событий – и прогрессивно ухудшается. Это означает, что раннее выявление имеет решающее значение для лечения БА и смягчения его последствий.

К сожалению, современные методы диагностики БА – такие как методы визуализации и сканирование мозга – можно использовать только после того, как у пациента начали проявляться ранние симптомы, такие как потеря памяти и изменения в поведении.

Это могло измениться, однако, благодаря исследователям из Манчестерского университета. Команда обнаружила существование ранее неизвестных биомаркеров в крови, которые можно использовать для тестирования на БА.

Ученые основали это открытие, разработав передовой метод обнаружения этих биомаркеров, основанный на нанотехнологиях для выявления признаков нейродегенерации в крови субъекта.

Это может означать обнаружение БА и других нейродегенеративных расстройств за много лет до того, как их первые симптомы даже станут заметными, что позволит пациентам получить раннее и эффективное лечение до того, как произойдет значительное повреждение мозга. Это также позволяет врачам и медицинским работникам более эффективно отслеживать начало и развитие AD, позволяя им лучше понять это разрушительное расстройство.

Технология была запатентована Манчестерской лабораторией наномедицины и описана в новой статье, опубликованной в журнале ACS Nano.

Ранняя диагностика болезни Альцгеймера

Одна из причин того, что раннее выявление БА так сложно разработать, заключается в том, что, хотя мы знаем, что ранние индикаторы дегенеративного заболевания могут присутствовать в кровотоке пациента, они существуют в таких небольших количествах, что их обнаружение сродни поиску за иголку в стоге сена. К счастью, кажется, что прорыв исследователей в нанотехнологиях может усилить и обнаружить даже эти слабые сигналы.

Скрытая информация в крови, вероятно, перекликается со сложным каскадом событий, происходящих в мозгу пациентов с болезнью Альцгеймера. Мы хотели создать нанотехнологическую платформу для добычи крови, чтобы раскрыть эту информацию и выявить ранние признаки болезни Альцгеймера на стадии, предшествующей заболеванию.

Д-р. Марилена Хаджидеметриу, ведущий исследователь исследования, Манчестерский университет

«Состояние, предшествующее заболеванию», на которое ссылается Хаджидеметриу, предшествует образованию амилоидной бляшки в головном мозге. Амилоидные бляшки – это сгустки деформированных белков, которые образуются между нервными клетками. Они токсичны для нервных клеток, но исследователи пока не понимают, почему это так.

Независимо от механизма повреждения, наличие амилоидной бляшки в головном мозге приводит к повреждению нейронов. И, что еще более тревожно, как только начинается формирование, эти кластеры токсичных белков неправильной формы не могут быть удалены.

Вот почему препятствование их развитию является ключом к замедлению роста AD. Но современные методы диагностики означают, что лечение нельзя проводить до того, как амилоидные бляшки уже присутствуют в головном мозге.

Как работает метод нанодетектирования

Исследователи обратились к нанотехнологиям, чтобы помочь разработать свой метод ранней диагностики БА, повысив чувствительность современных методов масс-спектрометрии.

Это зависело от использования липосом – молекул сферической формы со слоями, которые напоминают поверхность клеточных мембран – для соблазнения и улавливания белков в крови, указывающих на присутствие амилоидных бляшек и нейродегенеративных расстройств.

Ранние испытания на грызунах с БА показали, что наночастицы могут привлекать сотни белков, связанных с нейродегенерацией. Эти белки были захвачены на поверхности частиц в целости и сохранности, что позволило ученым извлечь и проанализировать их.

Это исследование походило на рыбалку: мы не знали, что находится под поверхностью океана. Разработанный нами наноинструмент позволил нам глубже заглянуть в протеом крови, идентифицируя интересующие белки, которые непосредственно связаны с процессами нейродегенерации в головном мозге, среди тысяч других молекул, циркулирующих в крови.

Костас Костарелос, соавтор исследования и профессор наномедицины, Манчестерский университет

Отслеживание колеблющихся уровней белков в крови на разных стадиях болезни Альцгеймера – от состояния до болезни до симптоматического заболевания – означает, что команда смогла наметить некоторые важные закономерности в мониторинге болезни.

В конечном итоге это может привести к новым возможностям анализа крови для прогнозирования начала AD и широкого спектра нейродегенеративных расстройств.

«Мы надеемся, что эти ранние предупреждающие признаки болезни Альцгеймера однажды могут быть преобразованы в анализ крови, и мы активно ищем подтверждение этих сигнатур в человеческой крови», – заключает Костарелос.

Ссылки

¹ Hadjidemetriou. М., Риверс-Ауты. Дж., Папафилиппу. L., и др., [2021]«Обогащение с помощью наночастиц продольных протеомных отпечатков пальцев крови при болезни Альцгеймера», ACS Nano, [http://www.nanomedicinelab.com/nanoparticle-enabled-enrichment-of-longitudinal-blood-proteomic-fingerprints-in-alzheimers-disease/]

Отказ от ответственности: мнения, выраженные здесь, принадлежат автору, выраженному в их личном качестве, и не обязательно отражают точку зрения AZoM.com Limited T / A AZoNetwork, владельца и оператора этого веб-сайта. Этот отказ от ответственности является частью Условий использования этого веб-сайта.