ScienceDaily (30 april, 2012) - UC Davis forskare har funnit nya föreningar som stör bildandet av amyloid, trodde klumpar av protein i hjärnan hos personer med Alzheimers sjukdom att vara viktiga i att orsaka sjukdomen karaktäristiska psykiska nedgång. De så kallade spin-märkta fluoren föreningar "är ett viktigt nytt mål för forskare och läkare fokuserade på att diagnostisera, behandla och studera sjukdomen.
Studien publicerades April 30 i online tidskriften PLoS ONE.
"Vi har funnit dessa små molekyler att ha betydande positiva effekter på odlade nervceller, från att skydda mot toxiska ämnen som bildas i nervceller till att minska inflammatoriska faktorer", säger John C. Voss, professor i biokemi och molekylär medicin vid UC Davis School of Medicine och huvudprövare i studien. "Som ett resultat har de stor potential som ett terapeutiskt medel för att förhindra eller fördröja skador hos individer i de tidigaste stadierna av Alzheimers sjukdom, innan betydande skador på hjärnan sker."
Amyloid är en ansamling av proteiner och peptider som annars finns naturligt i kroppen. En komponent av amyloid - amyloid beta (Ap)-peptid - tros vara primärt ansvariga för att förstöra neuroner i hjärnan. Fluoren-föreningar, vilka är små tre-ringade molekyler, som ursprungligen utvecklades som avbildande medel för att detektera amyloid med PET avbildning. Förutom att vara utmärkt för att upptäcka amyloid, fluorener binder och destabilisera Ap-peptid och därmed minska amyloid bildas, enligt tidigare resultat i möss med Lee-Way Jin, en annan studie författare och docent i UC Davis MIND Institute och Institutionen för medicinsk patologi och laboratoriemedicin.
Den nuvarande forskningen studerat effekterna av fluoren föreningar genom att fästa en speciell molekyl för att göra sin verksamhet uppenbart med elektron paramagnetisk resonans (EPR) spektroskopi. Denna teknik gör det möjligt för forskare att observera mycket specifika verksamheter molekyler av intresse eftersom biologiska vävnader inte avge signaler kan upptäckas med EPR. Eftersom Voss var intresserad av verksamhet fluorener, tillade han en nitroxid "spin etiketten" ett kemiskt ämne med en unik signal som kan mätas genom EPR.
Gruppen fann att spin-märkta föreningar störs Ap-peptid bildas ännu mer effektivt än vad icke-märkta fluorener. Dessutom bidrog de antioxidativa egenskaper nitroxiden, som rensar reaktiva syreradikaler som är kända för skador neuroner och öka inflammation, avsevärt till de skyddande effekterna på nervceller.
"De spin-märkta fluorener visade ett antal ytterst viktiga egenskaper: De är utmärkta för att upptäcka amyloid i avbildande, de stör AP bildning, och de minskar inflammation", säger Voss. "Detta gör dem potentiellt användbara inom områdena forskning, diagnostik och behandling av Alzheimers sjukdom."
Alzheimers sjukdom är den vanligaste formen av demens och drabbar cirka 5 miljoner amerikaner. Aktuella mediciner som används för att bekämpa sjukdomen vanligtvis endast små och tillfälliga fördelar, och ofta har många biverkningar.
Ett stort hinder för att utveckla Alzheimers sjukdom terapi är att de flesta molekyler inte kommer att passera blod-hjärn-barriären, så att potentiella behandlingar ges oralt eller injiceras i blodomloppet inte kan komma in i hjärnan, där de behövs. Fluoren föreningar är små molekyler som har visat att penetrera hjärnan bra.
"Vi har samlat kompetens från olika områden för att komma till denna punkt, och som en gång var en sida intresse har blivit ett stort fokus", säger Voss. "Vi är mycket glada och hopp om att dessa unika föreningar kan bli oerhört viktigt."
Voss-grupp bredvid planer på att studera säkerheten av spin-märkta fluoren föreningar samt deras effektivitet för behandling av modeller av Alzheimers sjukdom i små djur.
Andra UC Davis studie författare inkluderar Jitka Petrlova och Robin Altman, även vid Institutionen för biokemi och molekylär medicin, Izumi Maezawa och Seok Hong of the Mind Institute och institutionen för patologi och laboratoriemedicin, och Daniel A. Bricarello och Atul N. Parikh vid Institutionen för tillämpad vetenskap. Andra författare är Tamás Kalai och Kálmán Hideg vid University of Pecs, Institutet för Organisk och läkemedelskemi i Ungern och Ghimire Harishchandra och Gary A. Lorigan vid institutionen för kemi och biokemi vid Miami University i Oxford, Ohio.
