(Alzheimer-Immagine Credit Public Domain).
La foto-ossigenazione da parte di un catalizzatore biocompatibile riduce i livelli di amiloide-β nei topi con malattia di Alzheimer.
Una piccola molecola attivata dalla luce, recentemente testata sui topi, rappresenta un nuovo approccio per eliminare i grumi di proteina amiloide presenti nel cervello dei malati di Alzheimer. Se perfezionata nell’uomo, la tecnica potrebbe essere utilizzata come approccio alternativo all’immunoterapia e utilizzata per trattare altre malattie causate da amiloidi simili.
I ricercatori hanno iniettato la molecola direttamente nel cervello di topi vivi con il morbo di Alzheimer e poi hanno usato una sonda specializzata per illuminare il loro cervello per 30 minuti ogni giorno per una settimana. L’analisi chimica del tessuto cerebrale del topo ha mostrato che il trattamento ha ridotto significativamente la proteina amiloide. I risultati di ulteriori esperimenti che utilizzano campioni di cervello umano donati da pazienti con malattia di Alzheimer hanno supportato la possibilità di un uso futuro negli esseri umani.
“L‘importanza del nostro studio è lo sviluppo di questa tecnica per colpire la proteina amiloide per migliorarne l’eliminazione da parte del sistema immunitario“, ha affermato Yukiko Hori, docente presso l’Università di Tokyo e co-autrice della ricerca recentemente pubblicata su Brain.
La piccola molecola sviluppata dal team di ricerca è nota come catalizzatore di foto-ossigenazione. Sembra trattare la malattia di Alzheimer attraverso un processo in due fasi. Innanzitutto, il catalizzatore destabilizza le placche amiloidi. L’ossigenazione, o l’aggiunta di atomi di ossigeno, può rendere instabile una molecola modificando i legami chimici che la tengono insieme. I detersivi per bucato o altri detergenti noti come “candeggina all’ossigeno” utilizzano un principio chimico simile.
Il catalizzatore è progettato per colpire la struttura piegata dell’amiloide e probabilmente funziona reticolando porzioni specifiche chiamate residui di istidina. Il catalizzatore è inerte fino a quando non viene attivato con la luce del vicino infrarosso, quindi in futuro i ricercatori immaginano che il catalizzatore potrebbe essere distribuito in tutto il corpo mediante iniezione nel flusso sanguigno e mirato ad aree specifiche usando la luce.
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In secondo luogo, l’amiloide destabilizzata viene quindi rimossa dalle microglia, cellule immunitarie del cervello che eliminano le cellule danneggiate e i detriti al di fuori delle cellule sane. Usando cellule di topo cresciute in laboratorio, i ricercatori hanno osservato la microglia inghiottire l’amiloide ossigenata e poi romperla in compartimenti acidi all’interno delle cellule.
“Il nostro catalizzatore si lega alla struttura specifica-amiloide quindi può essere applicato ad altri depositi di amiloide”, ha detto il Professor Taisuke Tomita, che ha guidato il progetto presso l’Università di Tokyo. L’American Society of Clinical Oncology stima che ogni anno negli Stati Uniti a 4.000 persone vengano diagnosticate malattie causate dall’amiloide al di fuori del cervello, note collettivamente come amiloidosi.
Spiegano gli autori:
“La formazione di amiloide e la deposizione del peptide amiloide-β sono caratteristiche della patogenesi della malattia di Alzheimer. Le immunoterapie che utilizzano anticorpi anti-amiloide-β sono state evidenziate come un approccio promettente per la prevenzione e il trattamento della malattia di Alzheimer, migliorando la clearance microgliale del peptide amiloide-β. Tuttavia, l’efficienza del rilascio di anticorpi nel cervello è limitata e pertanto è necessaria una strategia alternativa per facilitare la rimozione dell’amiloide cerebrale. In precedenza abbiamo sviluppato un sistema di foto-ossigenazione artificiale utilizzando un composto catalitico a basso peso molecolare. Il fotocatalizzatore ha attaccato in modo specifico gli atomi di ossigeno alle amiloidi dopo l’irradiazione con la luce e ha ridotto con successo la neurotossicità dell’amiloide-β aggregata tramite l’inibizione della formazione di amiloide. Però in vivo, questo processo è rimasto poco chiaro. In questo studio, dimostriamo che la foto-ossigenazione facilita la rimozione dell’amiloide-β aggregata dal cervello di topi modello di malattia di Alzheimer viventi e migliora la degradazione della microglia del peptide amiloide-β. Questi risultati suggeriscono che la foto-ossigenazione può rappresentare una nuova strategia anti-amiloide-β nella malattia di Alzheimer, che è compatibile con l’immunoterapia“.
Il catalizzatore di foto-ossigenazione dovrebbe essere in grado di rimuovere la proteina amiloide, indipendentemente da quando o dove si è formata nel corpo. Sebbene alcuni trattamenti esistenti per la malattia di Alzheimer possano rallentare la formazione di nuove placche amiloidi, l’eliminazione delle placche esistenti è particolarmente importante nella malattia di Alzheimer perché l’amiloide inizia ad aggregarsi anni prima della comparsa dei sintomi.
Il team di ricerca sta ora lavorando per modificare il design del catalizzatore in modo che possa essere attivato facendo brillare la luce attraverso il cranio.
Riferimento: “La foto-ossigenazione da parte di un catalizzatore biocompatibile riduce i livelli di amiloide-β nei topi con malattia di Alzheimer” di Shuta Ozawa, Yukiko Hori, Yusuke Shimizu, Atsuhiko Taniguchi, Takanobu Suzuki, Wenbo Wang, Yung Wen Chiu, Reiko Koike, Satoshi Yokoshima, Tohru Fukuyama, Sho Takatori, Youhei Sohma, Motomu Kanai e Taisuke Tomita, è stato pubblicato il 14 aprile 2021 sulla rivista Brain.
Questa ricerca è uno studio sperimentale sottoposto a revisione paritaria che utilizza topi e campioni di tessuto umano. I campioni di cervello della corteccia temporale umana utilizzati in questa ricerca provengono dall’Alzheimer’s Disease Core Center (ADCC) e dal Center for Neurodegenerative Disease Research (CNDR) dell’Università della Pennsylvania negli Stati Uniti.
Fonte: Scitechdaily
