Un prodrug inovator țintește boala Alzheimer prin semnale de peroxid de hidrogen
O substanță care agravează demența a fost transformată într-un „comutator” pentru inițierea tratamentului.
Cercetătorii de la KAIST au dezvoltat o nouă abordare terapeutică care folosește peroxidul de hidrogen (H₂O₂), o specie reactivă de oxigen care dăunează celulelor și care crește în creierul pacienților cu boala Alzheimer, pentru a activa un medicament selectiv în țesutul cerebral afectat. Echipa a confirmat, de asemenea, îmbunătățiri ale funcției cognitive prin experimente pe animale, prezentând o nouă posibilitate pentru tratamentele de demență de generație următoare.
KAIST (Președinte Kwang Hyung Lee) a anunțat pe 2 octombrie că o echipă de cercetători condusă de profesorul Mi Hee Lim din Departamentul de Chimie, în colaborare cu profesorul Mingeun Kim de la Universitatea Națională Chonnam, Dr. Chul-Ho Lee, Dr. Kyoung-Shim Kim de la Institutul Coreean de Cercetare în Biologie și Biotehnologie și Dr. Young-Ho Lee de la Institutul Coreean de Științe de Bază, a dezvoltat un prodrug activat selectiv în creierul afectat de boala Alzheimer și a confirmat efectele terapeutice prin experimente pe animale.
Un prodrug este un medicament care inițial are un efect terapeutic minim, dar este convertit într-un agent terapeutic activ doar în condiții specifice din interiorul organismului. În acest studiu, prodrugul a fost conceput pentru a fi activat doar atunci când se întâlnește cu peroxidul de hidrogen, care crește în creierele pacienților cu boala Alzheimer, permițându-i să funcționeze ca un „agent terapeutic inteligent” care acționează selectiv în țesutul cerebral afectat.
În creierul pacienților cu boala Alzheimer, peroxidul de hidrogen, care dăunează celulelor, este crescut peste nivelurile normale. Până acum, a fost considerat în general doar o substanță dăunătoare care ar trebui eliminată. Totuși, echipa de cercetare a conceput o metodă de a-l folosi ca un semnal care activează un medicament.
Prodrugurile dezvoltate de echipă, BE-1 și BE-2, sunt proiectate pentru a rămâne minim reactive într-un creier sănătos. Totuși, atunci când întâlnesc peroxid de hidrogen într-un creier afectat de demență, acestea se transformă în compuși terapeutici activi, AP-1 și AP-2. Prin acest proces, ele reduc speciile reactive de oxigen, inclusiv peroxidul de hidrogen, în timp ce împiedică agregarea peptidei beta-amiloid (Aβ) – peptide cunoscute ca fiind o cauză majoră a demenței, care se acumulează în creier și dăunează celulelor nervoase – în grămezi foarte toxice.
Utilizând tehnici analitice avansate, echipa de cercetare a confirmat că medicamentul activat alterează morfologia agregatelor de beta-amiloid și inhibă creșterea acestora în agregate mari.
Aceste efecte au fost confirmate și în modele de șoareci cu boala Alzheimer. Medicamentul a traversat bariera hematoencefalică (BBB), o barieră protectoare care controlează ce substanțe din sânge pot intra în creier, și a fost convertit în compusul terapeutic în interiorul creierului afectat. La șoarecii care au primit administrare pe termen lung a medicamentului, stresul oxidativ din hipocamp, responsabil pentru memorie, a fost redus, iar acumularea de beta-amiloid în creier a scăzut. În experimentele comportamentale care evaluează abilitatea de a recunoaște obiecte noi și de a naviga în labirinturi, funcția cognitivă a fost, de asemenea, îmbunătățită.
Această cercetare este semnificativă prin faptul că medicamentul a fost conceput să funcționeze doar acolo unde este necesar, folosind mediul creierului afectat. Această abordare prezintă o nouă strategie pentru tratamentul demenței, care poate îmbunătăți eficacitatea terapeutică și reduce efectele secundare, fiind așteptată să fie aplicabilă și în tratamentul altor boli neurodegenerative, cum ar fi boala Parkinson.
Această cercetare este importantă prin faptul că peroxidul de hidrogen, care a fost considerat anterior doar o substanță de eliminat, a fost folosit ca semnal pentru a activa un medicament. Ne așteptăm ca această strategie, care activează medicamentele în țesutul afectat, să devină o nouă platformă pentru tratarea bolilor complexe, cum ar fi boala Alzheimer, într-un mod mai sigur și mai eficient.”
