Penerbitan baru
Bahan nano yang meniru protein boleh merawat penyakit neurodegeneratif
Ulasan terakhir: 02.07.2025

Semua kandungan iLive disemak secara perubatan atau fakta diperiksa untuk memastikan ketepatan faktual sebanyak mungkin.
Kami mempunyai garis panduan sumber yang ketat dan hanya memautkan ke tapak media yang bereputasi, institusi penyelidikan akademik dan, apabila mungkin, dikaji semula kajian secara medis. Perhatikan bahawa nombor dalam kurungan ([1], [2], dan lain-lain) boleh diklik pautan ke kajian ini.
Jika anda merasakan bahawa mana-mana kandungan kami tidak tepat, ketinggalan zaman, atau tidak dipersoalkan, sila pilih dan tekan Ctrl + Enter.

Bahan nano baharu yang meniru tingkah laku protein boleh menjadi rawatan yang berkesan untuk Alzheimer dan penyakit neurodegeneratif lain. Bahan nano mengubah interaksi antara dua protein utama dalam sel otak, yang boleh mempunyai kesan terapeutik yang kuat.
Keputusan inovatif, yang diterbitkan baru-baru ini dalam jurnal Advanced Materials, dimungkinkan oleh kerjasama antara saintis dari University of Wisconsin-Madison dan jurutera bahan nano dari Northwestern University.
Kerja ini memberi tumpuan kepada mengubah interaksi antara dua protein yang dipercayai terlibat dalam perkembangan penyakit seperti Alzheimer, Parkinson dan amyotrophic lateral sclerosis (ALS).
Protein pertama dipanggil Nrf2, iaitu sejenis protein khusus yang dipanggil faktor transkripsi yang menghidupkan dan mematikan gen di dalam sel.
Salah satu fungsi penting Nrf2 ialah kesan antioksidannya. Walaupun penyakit neurodegeneratif yang berbeza timbul daripada proses patologi yang berbeza, mereka disatukan oleh kesan toksik tekanan oksidatif pada neuron dan sel saraf lain. Nrf2 melawan tekanan toksik ini dalam sel otak, membantu mencegah perkembangan penyakit.
Profesor Jeffrey Johnson dari Sekolah Farmasi Universiti Wisconsin-Madison dan isterinya, Delinda Johnson, seorang saintis penyelidikan kanan di sekolah yang sama, telah mengkaji Nrf2 selama beberapa dekad sebagai sasaran yang menjanjikan untuk merawat penyakit neurodegeneratif. Pada tahun 2022, Johnsons dan rakan sekerja mereka mendapati bahawa peningkatan aktiviti Nrf2 dalam jenis sel otak tertentu, astrocytes, membantu melindungi neuron dalam model tetikus penyakit Alzheimer, yang membawa kepada kehilangan ingatan dengan ketara.
Walaupun penyelidikan terdahulu mencadangkan bahawa meningkatkan aktiviti Nrf2 boleh menjadi asas untuk merawat penyakit Alzheimer, saintis mengalami kesukaran menyasarkan protein dalam otak secara berkesan.
"Sukar untuk memasukkan dadah ke dalam otak, tetapi juga sukar untuk mencari ubat yang mengaktifkan Nrf2 tanpa banyak kesan sampingan," kata Jeffrey Johnson.
Kini bahan nano baru telah tiba. Dikenali sebagai polimer seperti protein (PLP), bahan sintetik direka untuk mengikat protein seolah-olah ia adalah protein itu sendiri. Mimik skala nano ini dicipta oleh pasukan yang diketuai oleh Nathan Giannenchi, seorang profesor kimia di Northwestern University dan ahli Institut Nanosains Antarabangsa universiti itu.
Giannecchi telah mereka bentuk beberapa PLP untuk menyasarkan protein yang berbeza. PLP khusus ini direka untuk mengubah interaksi antara Nrf2 dan protein lain yang dipanggil Keap1. Interaksi protein, atau laluan ini, adalah sasaran yang terkenal untuk rawatan banyak keadaan kerana Keap1 mengawal apabila Nrf2 bertindak balas dan memerangi tekanan oksidatif. Dalam keadaan biasa, Keap1 dan Nrf2 dikaitkan, tetapi apabila ditekankan, Keap1 mengeluarkan Nrf2 untuk melaksanakan fungsi antioksidannya.
"Hanya dalam perbualan yang Nathan dan rakan-rakannya di Grove Biopharma, sebuah syarikat permulaan yang memberi tumpuan kepada penyasaran terapeutik interaksi protein, menyebut kepada Robert bahawa mereka merancang untuk menyasarkan Nrf2," kata Johnson. "Dan Robert berkata, 'Jika anda akan berbuat demikian, anda harus menghubungi Jeff Johnson.'"
Tidak lama kemudian, Johnson dan Giannenchi membincangkan kemungkinan makmal Universiti Wisconsin-Madison menyediakan sel otak model tetikus yang diperlukan untuk menguji bahan nano Giannenchi.
Jeffrey Johnson berkata dia pada mulanya agak ragu-ragu dengan pendekatan PLP, memandangkan ketidakbiasaannya dengan pendekatan itu dan kesukaran umum untuk menyasarkan dengan tepat protein dalam sel otak.
"Tetapi kemudian salah seorang pelajar Nathan datang ke sini dan menggunakannya pada sel kami, dan, sial, ia berfungsi dengan baik, " katanya. "Kemudian kami benar-benar menggali ke dalamnya."
Kajian mendapati bahawa PLP Giannecchi sangat berkesan untuk mengikat Keap1, membebaskan Nrf2 untuk terkumpul dalam nukleus sel, meningkatkan fungsi antioksidannya. Yang penting, ia berbuat demikian tanpa menyebabkan kesan sampingan yang tidak diingini yang mengganggu strategi pengaktifan Nrf2 yang lain.
Walaupun kerja ini dilakukan ke atas sel dalam budaya, Johnson dan Giannecchi kini merancang untuk menjalankan kajian serupa mengenai model tetikus penyakit neurodegeneratif, satu barisan penyelidikan yang tidak mereka jangka akan lakukan tetapi kini teruja untuk meneruskan.
"Kami tidak mempunyai kepakaran untuk melakukan biomaterial," kata Delinda Johnson. "Jadi mendapatkan ini dari Northwestern dan kemudian mengembangkan lagi bahagian biologi di sini di Universiti Wisconsin menunjukkan bahawa jenis kerjasama ini sangat penting."