KAIST προτείνει καινοτόμο στρατηγική για την αντιμετώπιση της νόσου Alzheimer

Η νόσος Alzheimer, μία από τις πιο συχνές μορφές άνοιας, παραδοσιακά αντιμετωπίζεται με μεθόδους που στοχεύουν σε μεμονωμένα παθολογικά χαρακτηριστικά. Ωστόσο, η Alzheimer είναι μια πολυπαραγοντική διαταραχή, που προκύπτει από πολλές αλληλένδετες διαδικασίες, γεγονός που καθιστά τις θεραπείες που εστιάζουν σε έναν μόνο στόχο περιορισμένες. Αντιμετωπίζοντας αυτή την πρόκληση, ερευνητές από το KAIST προτείνουν μια νέα στρατηγική που επιτρέπει την ταυτόχρονη ρύθμιση πολλών παραγόντων που προκαλούν τη νόσο, απλώς αναδιατάσσοντας τις δομικές θέσεις των μορίων χωρίς να αλλάζουν τα χημικά τους υποκαταστάτες.

Μια νέα προσέγγιση στην έρευνα

Στις 22 Ιανουαρίου, το KAIST (με πρόεδρο τον Κουάνγκ Χιούνγκ Λι) ανακοίνωσε ότι μια ερευνητική ομάδα, υπό την καθοδήγηση της καθηγήτριας Μι Χι Λιμ του Τμήματος Χημείας, σε συνεργασία με τον καθηγητή Μινγκέουν Κιμ από το Πανεπιστήμιο Τσονγκνάμ, τον Δρ. Τσουλ-Χο Λι από το Ινστιτούτο Βιοεπιστημών και Βιοτεχνολογίας της Κορέας (KRIBB) και τον Δρ. Κιουνγκ-Σιμ Κιμ από το Κέντρο Πόρων Ζώων Εργαστηρίου, αποκάλυψε σε μοριακό επίπεδο πώς οι λεπτές διαφορές στη διάταξη των μορίων, συγκεκριμένα η ισομερία θέσης, οδηγούν σε διαφορετικούς τρόπους δράσης κατά της νόσου Alzheimer.

Διαφορετικές αντιδράσεις και θεραπευτικά αποτελέσματα

Χρησιμοποιώντας ένα μοντέλο ποντικού με νόσο Alzheimer (APP/PS1) που φέρει γονίδια που σχετίζονται με την ανθρώπινη άνοια, η ερευνητική ομάδα απέδειξε ότι αυτές οι ενώσεις επιδεικνύουν επίσης διαφορετικά θεραπευτικά αποτελέσματα in vivo. Η νόσος Alzheimer δεν προκύπτει από μία μόνο αιτία, αλλά από πολλούς παθολογικούς παράγοντες, όπως η αμυλοειδής β, τα μέταλλα και οι αντιδραστικές μορφές οξυγόνου, οι οποίοι αλληλεπιδρούν συνεργιστικά και επιδεινώνουν την εξέλιξη της νόσου.

Ιδιαίτερα, τα μέταλλα συνδέονται με την αμυλοειδή β, τροποποιώντας τη συσσώρευση και την τοξικότητά της, ενώ προάγουν την παραγωγή αντιδραστικών μορφών οξυγόνου, οι οποίες με τη σειρά τους επιταχύνουν τη νευρική βλάβη. Έτσι, η αποτελεσματική αντιμετώπιση της νόσου Alzheimer απαιτεί στρατηγικές που να μπορούν να στοχεύσουν ταυτόχρονα σε πολλές αλληλένδετες παθολογικές διαδικασίες.

Ανακαλύπτοντας τις ισομερείς θέσεις

Οι ερευνητές εστίασαν στις ισομερείς θέσεις, μόρια που αποτελούνται από τα ίδια χημικά στοιχεία αλλά διαφέρουν μόνο στις θέσεις που αυτά τα στοιχεία συνδέονται. Εντυπωσιακά, απλές αλλαγές στη θέση των μορίων οδήγησαν σε έντονες διαφορές στην αντιδραστικότητα προς τις αντιδραστικές μορφές οξυγόνου, καθώς και στις αλληλεπιδράσεις με την αμυλοειδή β και την αμυλοειδή β που συνδέεται με μέταλλα.

Για να εξετάσουν αυτές τις επιδράσεις, η ομάδα συνέκρινε τις αντιδράσεις τριών δομικά παρόμοιων μορίων που διέφεραν μόνο στις θέσεις των λειτουργικών τους ομάδων. Οι αναλύσεις τους αποκάλυψαν ότι ακόμη και ελάχιστες δομικές αναδιατάξεις οδήγησαν σε σημαντικές διαφορές στην αντιοξειδωτική ικανότητα και παρήγαγαν διαφορετικούς τρόπους τροποποίησης της αμυλοειδούς β και της αμυλοειδούς β που συνδέεται με μέταλλα μέσω διαφορετικών μηχανισμών.

Συμπεράσματα και προοπτικές

Αυτή η μελέτη αποδεικνύει ότι οι παθολογικοί παράγοντες που σχετίζονται με τη νόσο Alzheimer μπορούν να ρυθμιστούν μέσω μηχανιστικά διακριτών διαδρομών απλά με την αλλαγή της διάταξης των μορίων, χωρίς να αλλάξει η χημική τους σύνθεση. Ιδιαίτερα, ένα συγκεκριμένο ισομερές που μπορεί να ρυθμίζει ταυτόχρονα τις αντιδραστικές μορφές οξυγόνου, την αμυλοειδή β και τα σύμπλοκα αμυλοειδούς β που συνδέονται με μέταλλα, έδειξε επίσης θεραπευτική αποτελεσματικότητα σε μοντέλο ποντικού με νόσο Alzheimer. Σε αυτές τις πειραματικές συνθήκες, η ένωση μείωσε το οξειδωτικό στρες στον ιππόκαμπο, την περιοχή του εγκεφάλου που είναι κρίσιμη για τη μνήμη, και μείωσε τη συσσώρευση αμυλοειδών πλακών, οδηγώντας σε σημαντικές βελτιώσεις στις ελλείψεις μνήμης και στις γνωστικές διαταραχές.

Τα ευρήματα αυτά υποδεικνύουν μια νέα θεραπευτική στρατηγική που μπορεί να επιτρέψει πιο ακριβή έλεγχο πολύπλοκων, πολυπαραγοντικών ασθενειών όπως η νόσος Alzheimer.