Nghiên cứu Y - Dược Thứ tư, ngày 13/7/2022

Ion đồng dẫn đến sự kết tụ protein, nghiên cứu cho manh mối mới về sự phát triển của bệnh Parkinson

Các nhà nghiên cứu đã có thể chỉ ra cách protein có hình dạng bất thường khi tiếp xúc với một lượng lớn các ion đồng. Phát hiện có thể giúp phát triển các chiến lược mới để điều trị các bệnh thoái hóa thần kinh.
Ảnh minh họa
Ảnh minh họa
Nguyên nhân của bệnh Parkinson vẫn chưa được hiểu đầy đủ. Rất lâu trước khi bắt đầu cơn run cơ điển hình, sự xuất hiện của các protein bị lỗi trong não có thể là dấu hiệu đầu tiên. Các nhà nghiên cứu tại Empa và Đại học Limerick ở Ireland hiện đã xem xét kỹ hơn hình dạng bất thường của các alpha-synuclein này dưới dạng các vòng protein. Khi làm như vậy, họ cũng có thể hình dung ở cấp độ nano mối liên hệ với ô nhiễm môi trường bởi đồng. Điều này làm sáng tỏ sự phát triển của bệnh thoái hóa thần kinh và vai trò của sinh trắc học trong quá trình bệnh. Ngoài ra, phát hiện có thể mang lại cơ hội cải thiện việc phát hiện và điều trị sớm căn bệnh này.

Những gì được biết về bệnh Parkinson là các tế bào thần kinh trong não chết đi, dẫn đến sự thiếu hụt chất dẫn truyền thần kinh dopamine. Trong giai đoạn sau của bệnh, điều này dẫn đến run cơ, cứng cơ và thậm chí là bất động. Bệnh tiến triển chậm là bệnh thoái hóa thần kinh phổ biến thứ hai trên thế giới sau bệnh Alzheimer. Các yếu tố môi trường như thuốc trừ sâu hoặc kim loại có thể thúc đẩy sự xuất hiện của Parkinson.

Nhóm nghiên cứu do nhà nghiên cứu Empa Peter Nirmalraj từ phòng thí nghiệm Giao thông vận tải tại Nanoscale Interfaces dẫn đầu đang điều tra giả thuyết này bằng cách sử dụng kỹ thuật hình ảnh và quang phổ hóa học cũng như phối hợp với nhóm của Damien Thompson tại Đại học Limerick, mô phỏng máy tính. Các nhà nghiên cứu đang nhắm mục tiêu một loại protein có liên quan đến một số quá trình phân tử trong sự phát triển của bệnh Parkinson: alpha-synuclein. Ở những người bị ảnh hưởng, protein nội sinh này kết tụ lại với nhau và khiến các tế bào thần kinh chết. Các nhà nghiên cứu nghi ngờ rằng đồng ở nồng độ cao can thiệp vào các quá trình này và đẩy nhanh quá trình bệnh.

Để hình dung sự đông tụ của alpha-synuclein ở quy mô nanomet, nhà nghiên cứu Silvia Campioni của Empa từ phòng thí nghiệm Cellulose & Wood Materials đã sản xuất protein nhân tạo. Bằng cách sử dụng kính hiển vi lực nguyên tử, các nhà nghiên cứu sau đó có thể quan sát protein, ban đầu ở dạng dung dịch, trong khoảng thời gian mười ngày khi nó hình thành các cấu trúc dạng sợi không hòa tan riêng lẻ trước khi kết tụ lại với nhau để tạo thành một mạng lưới sợi dày đặc. Dựa trên các hình ảnh, có thể quan sát thấy sự biến đổi của protein hòa tan thành các sợi đông tụ có chiều dài khoảng 1 micromet khi chúng xảy ra trong quá trình tiến triển của bệnh, có thể được quan sát với độ chính xác ấn tượng trong phòng thí nghiệm.


Nếu các nhà nghiên cứu sau đó thêm các ion đồng vào dung dịch protein, các cấu trúc hoàn toàn khác sẽ xuất hiện dưới kính hiển vi: Các cấu trúc protein hình vòng có kích thước khoảng 7 nanomet, được gọi là oligomer, xuất hiện trong ống nghiệm chỉ trong vòng vài giờ. Sự tồn tại của các oligome hình vòng như vậy và tác dụng gây tổn hại tế bào của chúng đã được biết đến. Hơn nữa, các cấu trúc giống sợi dài hơn đã xuất hiện sớm hơn so với dung dịch không có đồng.

Peter Nirmalraj nói: “Một mặt, liều lượng đồng cao dường như đẩy nhanh quá trình tập hợp. Tuy nhiên, ngoài ra, cấu trúc protein hình vòng bất thường này phát triển tương đối nhanh chóng dưới ảnh hưởng của đồng, có thể đánh dấu sự khởi đầu của quá trình bệnh lý hoặc thậm chí kích hoạt nó. Các nhà nghiên cứu cũng phân tích liên kết của các ion đồng với alpha-synuclein bằng cách sử dụng mô phỏng máy tính động lực học phân tử trong các bước nhỏ từ 10 đến 100 nano giây.

Thử nghiệm

Vì các vòng oligomer được hình thành ngay từ giai đoạn đầu của quá trình biến đổi protein, các vòng này có thể được sử dụng làm mục tiêu cho các hình thức trị liệu mới, Nirmalraj hy vọng. Ngoài ra, phát hiện này có thể giúp thúc đẩy sự phát triển của xét nghiệm Parkinson có thể phát hiện bệnh ở giai đoạn đầu trong dịch cơ thể, ví dụ, sử dụng các mẫu từ dịch tủy sống.

Nguồn: Phòng thí nghiệm Liên bang Thụy Sĩ về Khoa học và Công nghệ Vật liệu (EMPA)
- Thuocbietduoc.com.vn cung cấp thông tin về hơn 30.000 loại thuốc theo toa, thuốc không kê đơn. - Các thông tin về thuốc trên Thuocbietduoc.com.vn cho mục đích tham khảo, tra cứu và không dành cho tư vấn y tế, chẩn đoán hoặc điều trị. - Khi dùng thuốc cần tuyệt đối tuân theo theo hướng dẫn của Bác sĩ
- Chúng tôi không chịu trách nhiệm về bất cứ hậu quả nào xảy ra do tự ý dùng thuốc dựa theo các thông tin trên Thuocbietduoc.com.vn
Thông tin Thuốc và Biệt Dược
- Giấy phép ICP số 235/GP-BC.
© Copyright Thuocbietduoc.com.vn
- Email: contact@thuocbietduoc.com.vn