Η έρευνα, που δημοσιεύθηκε στις 19 Ιουλίου στο Nature Communications, ήταν μια συνεργασία μεταξύ ερευνητών της Ιατρικής Johns Hopkins, με επικεφαλής τον Xiaobo Mao, Ph.D., και επιστημόνων στο Πανεπιστήμιο του Μίσιγκαν, Ann Arbor. Ο στόχος τους ήταν να βρουν έναν νέο τύπο θεραπείας που θα μπορούσε να στοχεύει συγκεκριμένα τις πρωτεΐνες, που ονομάζονται άλφα-συνουκλεΐνη, οι οποίες τείνουν να συσσωματώνονται και να κολλάνε τις εσωτερικές λειτουργίες των εγκεφαλικών κυττάρων. Αναδυόμενα στοιχεία έχουν δείξει ότι οι συστάδες της άλφα-συνουκλεΐνης μπορούν να εξαπλωθούν από το έντερο ή τη μύτη στον εγκέφαλο, οδηγώντας την εξέλιξη της νόσου.
Θεωρητικά, τα αντισώματα έχουν τη δυνατότητα να χτυπήσουν τις πρωτεΐνες άλφα-συνουκλεΐνης, αλλά οι ενώσεις που καταπολεμούν τα παθογόνα δυσκολεύονται να περάσουν από το εξωτερικό κάλυμμα των εγκεφαλικών κυττάρων. Για να περάσουν μέσα από σκληρές επικαλύψεις εγκεφαλικών κυττάρων, οι ερευνητές αποφάσισαν να χρησιμοποιήσουν νανοσώματα, τη μικρότερη εκδοχή των αντισωμάτων. Παραδοσιακά, τα νανοσώματα που παράγονται έξω από το κύτταρο μπορεί να μην εκτελούν την ίδια λειτουργία μέσα στο κύτταρο. Έτσι, οι ερευνητές έπρεπε να στηρίξουν τα νανοσώματα για να τα βοηθήσουν να παραμείνουν σταθερά μέσα σε ένα εγκεφαλικό κύτταρο. Για να γίνει αυτό, κατασκεύασαν γενετικά νανοσώματα, απαλλαγμένα από χημικούς δεσμούς που συνήθως αποικοδομούνται μέσα στο κύτταρο. Οι δοκιμές έδειξαν ότι χωρίς τους δεσμούς το νανοσωμάτιο παρέμενε σταθερό και ικανό να δεσμευτεί και να παραμορφώσει την άλφα-συνουκλεΐνη.
Η ομάδα κατασκεύασε επτά, παρόμοιους τύπους νανοσωμάτων, γνωστών ως PFFNBs, που θα μπορούσαν να συνδεθούν με συστάδες άλφα-συνουκλεΐνης. Από τα νανοσώματα που δημιούργησαν, ένα – το PFFNB2 – ήταν περισσότερο αποτελεσματικό στο να κολλήσει σε συστάδες άλφα-συνουκλεΐνης και όχι σε μεμονωμένα μόρια ή μονομερές της άλφα-συνουκλεΐνης. Οι εκδόσεις μονομερών της άλφα-συνουκλεΐνης δεν είναι επιβλαβείς και μπορεί να έχουν σημαντικές λειτουργίες στα εγκεφαλικά κύτταρα. Οι ερευνητές χρειάστηκε επίσης να προσδιορίσουν εάν το νανοσωματίδιο PFFNB2 θα μπορούσε να παραμείνει σταθερό και να λειτουργήσει μέσα στα εγκεφαλικά κύτταρα. Η ομάδα διαπίστωσε ότι σε ζωντανά κύτταρα και ιστό εγκεφάλου ποντικού, το PFFNB2 ήταν σταθερό και έδειξε ισχυρή συγγένεια με συστάδες άλφα-συνουκλεΐνης αντί για μονομερή άλφα-συνουκλεΐνης.
Πρόσθετες δοκιμές σε ποντίκια έδειξαν ότι το νανοσωμάτιο PFFNB2 δεν μπορεί να εμποδίσει τη συλλογή της άλφα-συνουκλεΐνης σε συστάδες, αλλά μπορεί να διαταράξει και να αποσταθεροποιήσει τη δομή των υπαρχόντων συστάδων. «Η επιτυχία του PFFNB2 στη δέσμευση επιβλαβών συστάδων άλφα-συνουκλεΐνης σε όλο και πιο περίπλοκα περιβάλλοντα δείχνει ότι το νανοσωμάτιο θα μπορούσε να είναι το κλειδί για να βοηθήσει τους επιστήμονες να μελετήσουν αυτές τις ασθένειες και τελικά να αναπτύξουν νέες θεραπείες», λέει ο Μάο, αναπληρωτής καθηγητής νευρολογίας.