МОСКВА, 15 июля. /ТАСС/. Молекулярные биологи из США разработали подход, позволяющий использовать обычную кишечную палочку в качестве сверхчувствительного биосенсора для поиска молекул, способных соединяться с небольшими скоплениями бета-амилоида до того, как он образует токсичные белковые клубки в клетках мозга носителей болезни Альцгеймера. Данный инструмент ускорит разработку лекарств от этого заболевания, пишут ученые в статье в журнале Nature Chemical Biology.
"Разработанный нами подход позволяет очень быстро оценивать эффективность уже открытых молекул, способных соединяться с небольшими скоплениями бета-амилоида, а также искать новые подобные вещества с повышенным уровнем активности. Так, нам удалось открыть при помощи этого подхода короткие молекулы, которые в 20 раз сильнее тормозят формирование вторичных скоплений бета-амилоида, чем уже существующие лекарства", - пишут ученые.
Как отмечают разработчики технологии, доцент Университета штата Висконсин в Мэдисоне Тина Ванг, почти все разрабатываемые терапии от болезни Альцгеймера нацелены на борьбу со скоплениями бета-амилоида - токсичных "клубков" из обрывков белка APP. Эти белковые бляшки постепенно скапливаются в нейронах и способствуют их массовой гибели. Пока эффективных методов их уничтожения не было найдено, что, в том числе связано с большим размером этих белковых "клубков".
Ученые достаточно давно предполагают, что развитие болезни Альцгеймера можно предотвратить или значительно замедлить, если начать уничтожать не крупные скопления бета-амилоида, а их простейшие "стройблоки", состоящие из нескольких обрывков белка APP. Для этого необходимо создать молекулы, которые будут соединяться с подобными наборами обрывков, так называемыми олигомерами AB42, и мешать им вступать в реакции с одиночными обрывками белка APP.
"Живой" инструмент для разработки лекарств
Поиски подобных лекарств сильно осложнены тем, что индивидуальные олигомеры существуют внутри нейронов относительно недолго и при этом их концентрация является очень низкой. Для решения этой проблемы исследователи создали "живой биосенсор" на базе кишечной палочки, чей геном модифицировали таким образом, что эти микробы начинают вырабатывать фермент CAT, защищающий их от действия антибиотиков, при взаимодействиях между AB42 и потенциальными лекарствами.
В результате этого, попадание молекул, активно связывающихся с олигомерами, защищает бактерий от массовой гибели микробов при введении в их среду обитания антибиотика хлорамфеникола. Это позволяет оценивать эффективность уже существующих прототипов лекарств от болезни Альцгеймера, а также искать новые молекулы, предотвращающие образование олигомеров и их дальнейший рост внутри нейронов.
В частности, исследователи подготовили несколько миллионов вариаций уже существующего прототипа лекарства YLTIRLM и проследили за тем, как на них реагировали созданные ими микробы. Это позволило исследователям открыть сразу несколько молекул, которые заметно превосходили оригинальную версию в умении связываться с олигомерами. Схожим образом, как надеются ученые, можно будет создать еще более эффективные прототипы лекарств от болезни Альцгеймера с минимальными затратами времени и средств.
