Сотрудники Объединенного института ядерных исследований (ОИЯИ) с коллегами раскрыли механизм, с помощью которого углеродные наночастицы разрушают амилоидные фибриллы - белковые нитевидные структуры, которые являются причиной таких нейродегенеративных заболеваний, как болезнь Альцгеймера, сообщила ТАСС пресс-служба института.
© AP Photo/Mark Schiefelbein
Амилоидозы - главная причина смерти после сердечно-сосудистых и раковых заболеваний. Однако механизм амилоидогенеза до конца не выяснен. Так, по неизвестным причинам в организме нарушается сворачивание белков и пептидов, и в органах и тканях организма накапливаются нитевидные структуры - амилоидные фибриллы. Образующиеся агрегаты оказывают токсическое действие на клетки и вызывают ряд заболеваний. Сегодня насчитывают более 50 таких заболеваний: болезнь Альцгеймера, Паркинсона, диабет и многие другие.
"Наша работа показывает, насколько важную роль играют методы малоуглового рассеяния при исследовании разрастания амилоидных скоплений и разрушения фибрилл. Данные экспериментов представляют ценные сведения о молекулярном механизме, с помощью которого фуллерены разрушают нежелательные амилоидные скопления. Поэтому они могут быть использованы при создании наноразмерных материалов со значительным антиамилоидным эффектом", - отметил представитель Института экспериментальной физики Словацкой академии наук (ИЭФ САН), профессор Андрей Мусатов, слова которого приводятся в сообщении.
Особые свойства фуллеренов
При выборе перспективной стратегии для лечения амилоидозов исследователи в последние годы все чаще обращают внимание на нейропротекторные свойства наночастиц и их антиамилоидную активность. В частности, на фуллерены - углеродные наночастицы. При этом полное описание механизма разрушения амилоида еще не получено. Недостаточно и экспериментальных доказательств способности фуллеренов разрушать амилоидные скопления и влиять на различные белковые агрегаты.
"Наша работа преследовала две цели: мы хотели оценить антиамилоидную активность водных растворов фуллеренов C60 и C70 на основе N-метилпирролидона (NMP, стабилизирует молекулы фуллерена) и проанализировать механизм разборки амилоида. Это важные моменты для дальнейшего успешного использования фуллеренов и других наночастиц в лечении заболеваний, связанных с образованием амилоидных фибрилл", - сказал сотрудник Лаборатории нейтронной физики ОИЯИ Михаил Авдеев, слова которого приводятся в сообщении.
Для исследований ученые выбрали два белка: человеческий инсулин и лизоцим (из яичного белка курицы). Во время наблюдений учёные сделали два важных вывода. Во-первых, выбранные фуллерены способны разбирать предварительно образованные амилоидные фибриллы белка при низких (микрограммы) концентрациях и низком соотношении белка к фуллерену. Во-вторых, значения концентраций фуллеренов, при которых происходит распад амилоидов, для обоих белков близки.
Авторы исследования считают, что выбранные растворы фуллеренов C60 и C70 на основе N-метилпирролидона, которые обладают как гидрофобными, так и гидрофильными свойствами, содержат уникальные и перспективные наночастицы для разрушения амилоидов.
