科學家將金屬分子、微泡和超聲波結合起來對抗阿爾茨海默病斑塊
科學家們希望通過更有趣的方式來解決阿爾茨海默病的根源問題,其中之一是利用微泡“撬開”血腦屏障,並放入藥物,破壞有毒斑塊。英國的一個團隊利用這種實驗方法取得了新的成功,展示了該技術如何與超聲波和一種新型金屬基分子相結合,在早期階段防止這種類型的斑塊堆積。
利用微泡與超聲波相結合來對付阿爾茨海默病的想法,是科學家們多年來一直在探索的事情。澳大利亞昆士蘭大學的一個研究小組取得了一些有希望的進展,他們早在2015年就發表了一些令人興奮的早期成果。
血腦屏障是一組具有高度選擇性的細胞,作為“守門員”,防止血液中循環的有害分子和毒素進入大腦。但這樣做的一個後果是,很難將藥物送入大腦以治療某些疾病,無論是腦癌、帕金森病還是像阿爾茨海默病這樣的癡呆症。
微泡有可能提供一種克服這一障礙的方法。當聚焦超聲波應用於該區域時,這些注入的微泡迅速來回移動,導致血腦屏障暫時打開,為分子進入和發揮作用掃清道路。
昆士蘭大學的團隊已經成功地使用這種方法來提供藥物,以消除有毒的澱粉樣斑塊,這些斑塊會破壞突觸,被視為阿爾茨海默病的關鍵驅動因素。此外,他們發現該技術甚至在沒有任何藥物的情況下也是有效的,超聲波可以激活細胞,使其自行消化斑塊,而且與超聲波相結合可以使小鼠的神經元之間的信號傳遞恢復到年輕水平。
另外,倫敦帝國理工學院的科學家們一直在開發基於金屬的分子,可以通過這種方法來防止澱粉樣物質在大腦中堆積。以前的努力已經失敗了,這些分子往往被證明對健康細胞有毒,或者無法到達它們需要去的地方。
研究第一作者Tiffany Chan說:“由於毒性問題和難以穿越血腦屏障,很少有金屬分子被作為β-澱粉樣蛋白堆積的潛在抑製劑被研究。”
該分子將金屬鈷與它周圍的一組有機分子以及防止它被健康神經細胞吸收的化學基團相結合。該分子具有與澱粉樣肽結合的能力,澱粉樣肽是聯合起來形成破壞性澱粉樣蛋白和團塊的單個片段。
在小鼠的實驗中,該團隊將這種新型分子與微泡一起注入囓齒動物的靜脈,然後使用超聲波聚焦於大腦的海馬區,該區域在阿爾茨海默病中特別容易受到澱粉樣物質的堆積。該分子不僅被安全地送入小鼠大腦,而且可以被引導到特定的位置,研究小組只成功地將其送入左側海馬體,幾週後沒有觀察到不良影響。
在單獨的實驗中,該團隊還通過對人腦類細胞的體外實驗研究了他們的新型金屬基分子。在這裡,科學家們通過其與澱粉樣肽結合的能力證明了該分子的“高抑制活性”,同時還表明它對人類細胞沒有毒性。
研究共同作者Ramon Vilar教授說:“這項研究顯示了金屬基分子在防止澱粉樣β聚集方面的潛力。將對這種新化合物進行更深入的研究,以確定它是否也能防止β-澱粉樣蛋白在小鼠體內堆積而不產生不必要的毒副作用。”
該研究發表在《化學科學》雜誌上。