Шведские ученые показали на примере дрожжей, что клетки, в которых скапливаются неправильно свернутые амилоидные пептиды, связанные с болезнью Альцгеймера, могут восстанавливаться, если их обработать нанохлопьями оксида графена, сообщает Технологический университет Чалмерса. Открытие описано в журнале Advanced Functional Materials.
Болезнь Альцгеймера — медленно прогрессирующее заболевание головного мозга, при котором нарушаются когнитивные функции. Считается, что неправильно свернутые бета-амилоидные пептиды (структуры серого цвета на изображении), которые накапливаются в головном мозге, являются основной причиной болезни Альцгеймера. Они запускают ряд вредных процессов в нейронах, вызывая потерю многих жизненно важных функций нервных клеток или их гибель.
Исследователи из Технологического университета Чалмерса нашли потенциальное средство от этого заболевания. Они использовали пекарские дрожжи Saccharomyces cerevisiae в качестве модели человеческих клеток. Оба типа клеток имеют очень схожие системы контроля качества белка. Дрожжевые клетки в этой модели напоминают нейроны, в которых скопились амилоидные пептиды. Пораженные клетки стареют быстрее, чем обычно, испытывают стресс в эндоплазматическом ретикулуме – основной части клетки, в которой вырабатываются многие ее белки. У этих клеток также хуже работают митохондрии, а вредные активные радикалы кислорода, наоборот, интенсивно производятся.
Команда обработала заболевшие дрожжевые клетки оксидом графена (на изображении выделены оранжевым цветом) и смогла снизить уровень амилоидных пептидов. Почему так происходит? Дело в том, что оксид графена влияет на метаболизм клеток, повышая их устойчивость к неправильно свернутым белкам и окислительному стрессу.
Нанохлопья оксида графена представляют собой двумерные углеродные наноматериалы с уникальными свойствами, такими как высокая электропроводимость и хорошая биосовместимость. Они широко используются в различных исследовательских проектах, включая разработку методов лечения рака, систем доставки лекарств и биосенсоров. Нанохлопья гидрофильны (растворимы в воде) и хорошо взаимодействуют с биомолекулами, такими как белки. Когда оксид графена попадает в живые клетки, он способен вмешиваться в процессы самосборки белков.
[Фото: Chalmers University of Technology / Katharina Merl]