Aptamer pielietojumi neirozinātnēs, 3. daļa

3.2.2. PD terapija

Lai atvieglotu Parkinsona slimības (PD) simptomus, tika atlasīti divi cilvēka -syn specifiski 58-nukleotīdu gari DNSaptamēri ar Kd vērtībām nanomolāru diapazonā (2,4 nM un 3,1 nM).

Parkinsona slimība ir hroniska un progresējoša neiroloģiska slimība, kas galvenokārt izpaužas kā ekstremitāšu stīvums, trīce un kustību traucējumi, taču tā var ietekmēt arī pacienta atmiņu. Tomēr mums nevajadzētu aizrauties ar negatīvismu, jo ir vairāki veidi, kā palīdzēt uzlabot atmiņu cilvēkiem ar Parkinsona slimību.

Pirmkārt, fiziskie vingrinājumi ir efektīvs veids, kā uzlabot kognitīvās spējas un domāšanas prasmes cilvēkiem ar Parkinsona slimību. Pētījumi liecina, ka mērens vingrinājums var palīdzēt uzlabot kognitīvās spējas un darba atmiņu pacientiem ar Parkinsona slimību. Tas ir tāpēc, ka vingrinājumi var veicināt asinsriti un skābekļa piegādi, tādējādi palielinot neironu skaitu un savienojumus smadzenēs, kā arī stiprinot neironu "plastiskumu", tādējādi uzlabojot atmiņu.

Otrkārt, miega kvalitātes uzlabošana var uzlabot arī atmiņu pacientiem ar Parkinsona slimību. Miegs ir kritisks periods smadzenēm, lai nostiprinātu un pielāgotu atmiņas, un cilvēki ar Parkinsona slimību bieži piedzīvo bezmiegu. Tāpēc klusas, komfortablas vides radīšana pirms gulētiešanas un regulāra miega grafika ievērošana var veicināt labāku atpūtu un labāku atmiņas veiktspēju.

Turklāt cilvēki ar Parkinsona slimību var apsvērt atmiņas uzlabošanas metodes, piemēram, sarakstu sastādīšanu un piezīmju veikšanu. Šīs metodes var palīdzēt cilvēkiem ar Parkinsona slimību labāk pārvaldīt savus atmiņas uzdevumus un informāciju, tādējādi uzlabojot atmiņas veiktspēju.

Visbeidzot, cilvēki ar Parkinsona slimību ir arī jāmudina piedalīties sabiedriskos pasākumos un grupu aktivitātēs. Šī pieredze var palīdzēt pacientiem saglabāt savu prātu aktīvu un stimulētu, uzlabot viņu pašapziņu un pašcieņu un tādējādi labāk tikt galā ar Parkinsona slimības atmiņas problēmām.

Kopumā, lai gan Parkinsona slimība var ietekmēt atmiņas spējas, pareiza pieeja fizisko vingrinājumu veicināšanai, miega uzlabošanai, atmiņas prasmju pielietošanai un aktīvai sociālajai dzīvei var palīdzēt pacientiem uzlabot atmiņu un kognitīvās funkcijas. Un saglabāt pozitīvu attieksmi pret dzīvi. Var redzēt, ka mums ir jāuzlabo atmiņa, un Cistanche deserticola var ievērojami uzlabot atmiņu, jo Cistanche deserticola var regulēt arī neirotransmiteru līdzsvaru, piemēram, palielināt acetilholīna un augšanas faktoru līmeni. Šīs vielas ir ļoti svarīgas atmiņai un mācībām. Turklāt Cistanche deserticola var arī uzlabot asins plūsmu un veicināt skābekļa piegādi, kas var nodrošināt, ka smadzenes saņem pietiekami daudz barības vielu un enerģijas, tādējādi uzlabojot smadzeņu vitalitāti un izturību.

Noklikšķiniet uz Zināt veidus, kā uzlabot atmiņu

Šie aptamēri efektīvi samazināja agregāciju in vitro, un abi aptamēri uzlaboja -syn intracelulāro degradāciju. Līdz ar to tika izglābti mitohondriju disfunkcija un šūnu defekti, kas radušies šī proteīna pārmērīgas ekspresijas dēļ [107].

Tā pati grupa pētīja šo aptamēru iedarbību in vivo. Lai pārvietotu aptamerus caur BBB, viņi iesaiņoja aptamerus eksosomās ar virsmas ekspresijas neironiem specifiskiem trakumsērgas vīrusa glikoproteīna (RVG) peptīdiem.

Viņi novēroja, ka peles modelī tika samazināta -syn uzkrāšanās un neiropatoloģiskie un uzvedības deficīti, un tika uzlaboti motoriskie traucējumi [108]. Lai gan šajā pētījumā ir uzsvērts aptamēru terapeitiskais potenciāls, ir nepieciešami vairāk pētījumu, lai mērķētu uz citiem ar PD saistītiem proteīniem, piemēram, DJ-1, LRRK2, DRP-1 un Rab GTPāzes, kā arī -syn.

3.3. Multiplā skleroze

Multiplā skleroze (MS) ir autoimūna slimība, kurā tiek iznīcināti mielīna apvalki, kas ieskauj smadzeņu un muguras smadzeņu neironu aksonus. Slimības progresēšana ir ļoti neprognozējama un vēlākos posmos refrakcijas pret ārstēšanu.

Slimībai raksturīgas patoloģijas ir patoloģiska mikrogliju un astrocītu aktivācija, kas izraisa oligodendrocītu un neironu šūnu deģenerāciju.

Lai gan nav efektīvas slimības ārstēšanas vai diagnozes, MS pacientu skaits pasaulē pārsniedz 2,5 miljonus [109]. Īpaši biomarķieri, kas varētu identificēt MS agrīnā progresēšanas stadijā, nav pieejami, pretiekaisuma terapija ir saskārusies ar neveiksmēm un tikai novērš recidīvus.

3.3.1. MS diagnostika

Potenciāls risinājums diagnozes problēmai tika iegūts, veicot pētījumu, kurā piedalījās pacienti ar MS un veseli brīvprātīgie, jo kontrolē tika izmantoti modificēti DNS aptamēri (SOMAscan®), lai izmērītu vairāk nekā 1000 proteīnu CSF.

Apmēram puse no 431 subjekta tika izmantota kā apmācības komplekts, bet otra puse kā validācijas komplekts, lai pārbaudītu identificēto biomarķieru kopu prognozēšanas spēju. Šis akls ekrāns identificēja astrocītu kopu 8 (SERPINA3, MMP7, CLIC1 un GZMA) un mikrogliju kopu 2 ​​(TNFRSF25 un DSG2), kas tika atlasītas MS un būtiski korelēja ar MS smagumu [110].

Astrocītu kopas 8 proteīni pārklājās ar tiem, par kuriem ziņots, ka tie ir saistīti ar neirotoksiskiem (A1) astrocītiem, un tika pierādīts, ka primārās perifēro asiņu mononukleārās šūnas tos izdala in vitro, reaģējot uz lipopolisaharīdu, iekaisuma stimulu. Tā kā tas ir autoimūns traucējums, par to ir atbildīgas autoantivielu klātbūtne. demielinizācijai var būt arī pamats MS diagnozei.

Tika aprakstīts bioluminiscējošs cieto fāžu sviestmaižu mikrotests, lai noteiktu autoantivielas, kas saistītas ar MS necilvēcīgo serumu. Šis tests ir balstīts uz divu RNS aptamēru specifiskām formielīna bāzes proteīna autoantivielām, no kurām viens aptamers ir saistīts ar virsmu un otrs ir saistīts ar fotoproteīnu, obelīnu, kā reportieris.

Testā tika izmantots 91 seruma paraugs no MS pacientiem, un tas tika salīdzināts ar 86 seruma paraugu no veseliem indivīdiem. Pamatojoties uz uztvērēja–operatora līkni ar laukumu zem līknes 0,87, klīniskā sliekšņa vērtība tika definēta kā 64% jutība un 94% specifiskums.

Negatīvā paredzamā vērtība (NPV) 96% un iespējamības attiecība 10,96 apstiprina šī testa diagnostisko vērtību MS testēšanai [111].

3.3.2. MS terapija

Tika pierādīts, ka dabisko IgM antivielu saistīšanās ar oligodendrocītiem veicina peles CNS bojājumu remielinizāciju [112]. Tomēr IgM antivielas ir ierobežotas izmantošanai in vivo MS ārstēšanai to lieluma, sarežģītības un imunogenitātes dēļ.

Tāpēc ir ļoti interesanti atklāt mazas molekulas, kas ir specifiskas mielīnam, un tās var izmantot terapeitiskai remielinizācijai. Šim nolūkam tika identificēts 40-nukleotīda DNS aptamers LJM-3064.

Tās peritoneālās injekcijas rezultātā tika veicināta remielinizācija CNS bojājumos pelēm. Ir svarīgi atzīmēt, ka LJM3064 ir G-kvadruplekss, kas veido ar guanozīnu bagātu secību. Citā pētījumā tas pats LJM-3064 aptamers tika funkcionalizēts ar karbonskābi un konjugēts ar eksosomas virsmas amīnu grupām.

Tika pierādīts, ka šī konjugācija veicina tāda veida glia šūnu, oligodendrocītu, proliferāciju, kam ir svarīga loma mielīna apvalka veidošanā. Kad šūnas tika ievadītas peļu mātītēm, iekaisuma reakcija tika nomākta un CNS bojājumi tika samazināti.

Sistēma nodrošina jaunu pieeju ar efektīvu klīnisko realitāti, lai pārvaldītu MS smaguma pakāpi, izmantojot LJM{0}}aptamērus [113]. Tādējādi LJM-3604 var būt alternatīva monoklonālajām antivielām MS ārstēšanā [114,115].

3.4. Amiotrofiskā laterālā skleroze

Receptoru ekspresijas līmeņu disregulācija vai izmaiņas ir pierādītas dažādās slimībās. Patoloģiski aktivizēti AMPA receptori, kas saistīti ar amiotrofisko laterālo sklerozi (ALS), ir potenciālie zāļu kandidāti ALS ārstēšanai.

RNAaptamer AN58, kas izvirzīts pret GluR2Q flip AMPA receptoru, konkurētspējīgi inhibēja to receptoru. Tā nanomolārā afinitāte ir labāka nekā NBQX, kas ir viens no pašreizējiem labākajiem konkurences inhibitoriem. AN58 uzrādīja visaugstāko afinitāti pret GluR2 un augstāku selektivitāti pret GluR4 starp visām AMPA receptoru apakšvienībām. Īsāk sakot, AN58 ir potenciāls inhibitors ar nM afinitāti pret GluR2 AMPA receptoriem [116].

Vēl viena ALS patoloģijas pazīme ir TAR DNS saistošā proteīna 43 (TDP-43) toksiskā uzkrāšanās. TDP-43 mijiedarbība ar RNS izraisa RNS transkripcijas, savienošanas, transportēšanas un translācijas regulēšanu. Zacco et al. parādīja, ka TDP-43 vietējos partnerus var izmantot, lai kavētu tā apkopošanu.

Šī kavēšana notiek atkarībā no garuma, tā ka īsāki oligo labāk traucē agregāciju nekā garie. Viņu pētījums norāda uz iespēju palielināt olbaltumvielu šķīdību, izmantojot dabisku mijiedarbību, ko var pielāgot kā jaunu terapeitisku pieeju [117].

3.5. Hantingtona slimība

Hantingtona slimība (HD) ir neārstējama iedzimta ND, kas pasliktina motorās un kognitīvās funkcijas. Huntingtīna (HTT) proteīns ir būtisks neironu attīstībai; tomēr dažas mutācijas izraisa HD patoloģijas attīstību. CAG atkārtojumu skaita palielināšanās rezultātā HTT poliglutamīna posms pagarinās un pārvērš to par toksisku proteīnu, kas izraisa HD.

Līdzīgi kā AD un PD, proteīnu agregācijas kavēšana ir daudzsološa stratēģija HD progresēšanas palēnināšanai vai apturēšanai [118]. Kā minēts iepriekš, aptamēri, kas ir zemi līdz neimunogēni un netoksiski, kļūst par spēcīgiem kandidātiem, lai traucētu olbaltumvielu un olbaltumvielu mijiedarbību un kavētu toksisku olbaltumvielu agregāciju šādu slimību gadījumā. Augstas afinitātes RNS aptamēri tika atlasīti pret monomēru mHTT (51Q-HTT) un pierādīts, ka efektīvi kavē tā agregāciju in vitro.

Šāda kavēšana samazināja oksidatīvo stresu sarkanajās asins šūnās (RBC) un ir saistīta ar samazinātu tioflavīna izraisītas fluorescences noplūdi no liposomām.

Aptamēru klātbūtne izglāba endocitotisko defektu un bloķēja gliceraldehīda -3-fosfāta dehidrogenāzes sekvestrāciju ar agregētu mHTT Hantingtona rauga modelī. Daži no šiem aptamēriem neatpazina nepatogēno 20Q-HTT, un daži palielināja mHTT skaitu rauga šķīstošajā frakcijā.

Kopā ekspresējot, divi veiksmīgi aptamēri palielināja agregācijas inhibēšanas efektivitāti un uzlaboja šūnu izdzīvošanu. Šis pētījums nozīmē, ka aptamers varētu būt dzīvotspējīga stratēģija HD gaitas palēnināšanai [119].

Lpoligamila stiepes izraisa nelielas izmaiņas HTT 3D struktūrā, kas maina tā aktivitāti. Netieša skartās struktūras modulācija, izmantojot šo iegareno proteīna reģionu, varētu nodrošināt alternatīvu pieeju ārstēšanai.

G-kvadrupleksu veidojošie DNS aptamēri (MS1 līdz MS4), kas saistās ar mHTT, būtiski samazināja polikombrepresīvā kompleksa 2 (PRC2) bazālā histona H3 lizīna 27 trimetilēšanas (H3K27me3) aktivācijas aktivitāti indivīda neironu cilmes šūnās (NPC) no indivīda. bet ne vesela indivīda NPC [120].

Ar šo pētījumu DNS aptamēri tika veiksmīgi izmantoti, lai galvenokārt mērķētu uz mHTT un modulētu tā aktivitāti. Šie divi piemēri sniedz jaunas, uz struktūru balstītas pieejas efektīvai mHTT toksicitātes ārstēšanai.

3.6. Prionu slimība

Transmisīvās sūkļveida encefalopātijas (TSE) ir neirodeģeneratīvu traucējumu veids, kas ietekmē ECT zīdītājus. Patoloģiskais aģents, kas saistīts ar šīm slimībām, ir nepareizi salocīts prionu proteīns (PrP).

Molekulārais(-ie) mehānisms(-i), kas rada strukturālās izmaiņas, kas noslēpj šūnu PrP (PrPC) par patogēnu konformeru (PrPSc), ir tikai daļēji saprotami, un visizplatītākā hipotēze ir tāda, ka molekulārais kofaktors, kas darbojas kā katalizators, veicina pāreju no PrPC. uz PrPSc [121]. Dažādām PrP formām tika identificētas trīs G-kvadrupleksu veidojošas aptamēru sekvences [122].

Tika ziņots, ka šiem kvadrupleksiem ir augsta afinitāte un specifiskums pret PrP (Kd: 62 nM–630 nM) un vāja afinitāte pret PrP-oligomēru, kas atdarina PrPSc veidošanās agrīno stadiju. Dažādās analīzēs, tostarp ITC, SPR un CD spektroskopijā, augstas afinitātes saistīšanās ar PrP tika saistīta ar kvadrupleksa struktūru, aptamera saistīšanai bija nepieciešami ture un PrP terminālie domēni.

Šis pētījums arī sniedza pierādījumus par nukleīnskābju un olbaltumvielu savstarpēju atslābināšanos pēc to mijiedarbības. PrP četrkāršo attīšanas aktivitāti veica pēc būtības nestrukturētais N-termināla domēns, un DNS veicināja PrP strukturētā C-termināla domēna izvēršanos.

3.7. Smadzeņu audzēji

Smadzeņu audzēji ir viena no visnāvējošākajām vēža formām. Piemēram, apmēram divas trešdaļas pieaugušo, kuriem diagnosticēta glioblastoma (smadzeņu vēža veids), zaudē dzīvību divu gadu laikā. Smadzeņu audzēji ir arī visizplatītākie un letālie no visiem bērnu cietajiem audzējiem.

Bērni, kas pārdzīvo šos audzējus, arī bieži cieš no nepieciešamo medicīnisko iejaukšanās, piemēram, operāciju un ķīmijterapijas, ilgtermiņa sekām. Gliomas (glioblastomas, ependimomas, astrocitomas un oligodendrogliomas) veido gandrīz 80% no visiem smadzeņu ļaundabīgajiem primārajiem audzējiem.

Glioblastoma multiforme (GBM) ir visbiežāk novērotais primārās astrocitomas veids, kas veido gandrīz 60% no visiem smadzeņu audzējiem pieaugušajiem [123]. Gliosarkoma, GBM variants, ir ļoti agresīva metastātiska smadzeņu audzēja ļaundabīga forma.

Lai gan metodes, kuru pamatā ir audzēja morfoloģija (piemēram, MRI, histopatoloģiskā biopsija), lai atšķirtu gliosarkomu no citiem GBM, šīs agresīvās slimības agrīna diagnostika joprojām ir slikta, un pacientu izdzīvošana pēc diagnozes parasti ir mazāka par vienu gadu.

Turklāt tradicionālās GBM ārstēšanas metodes, piemēram, staru terapija, ķīmijterapija un to kombinācijas, nav efektīvas. Audzēja šūnu patoloģiskā aktivitāte un to rezistence pret ķīmijterapiju un staru terapiju ir galvenie iemesli lielākam GBM mirstības līmenim [124].

Tādējādi būtu nozīmīgs sasniegums, lai atklātu specifiskas molekulas, kuru mērķis ir gliosarkoma agrīnai diagnostikai un ārstēšanai, piemēram, GBM šūnu aktivitātes kavēšanai un paaugstinātai radiosensitivitātei [125].

3.7.1. Smadzeņu attēlveidošana

Smadzeņu audzēju ārstēšana klīnicistiem ir sarežģīta BBB selektīvās caurlaidības dēļ [126]. BBB sastāv no specializētu endotēlija šūnu slāņa, kas kontrolē molekulāro iekļūšanu smadzeņu audos un novērš daudzu molekulu iekļūšanu, lai uzturētu centrālo nervu sistēmu (CNS) līdzsvara stāvoklī.

Ir izstrādātas dažādas metodes, lai iekļūtu BBB. Invazīvās metodes ir balstītas uz fizisku BBB pārrāvumu, izmantojot tādas metodes kā ultraskaņa, osmotiskā vai ķīmiskā apstrāde. No otras puses, neinvazīvas metodes neizjauc BBB integritāti, bet izmanto ķīmiskas vielas, kas spēj šķērsot BBB [127]. Attēlveidošana ļauj novērot smadzeņu pazīmes bez invazīvām procedūrām.

Jaunāki smadzeņu attēlveidošanas sasniegumi ļauj izpētīt dinamiskos savienojamības modeļus starp dažādiem reģioniem, kas ir svarīgi mācībām un atmiņai. Smadzeņu attēli sniedz informāciju par slimībām, kas saistītas ar smadzenēm, un tos var izveidot, izmantojot dažādas metodes, tostarp magnētiskās rezonanses attēlveidošanu (MRI), funkcionālo magnētiskās rezonanses attēlveidošanu (fMRI) un pozitronu emisijas tomogrāfiju (PET) [128].

MRI ir efektīva metode, kas nodrošina neinvazīvus dzīvo organismu trīsdimensiju attēlus. Attēla kontrasta nodrošināšanai tiek izmantotas kontrastvielas, kuru pamatā parasti ir gadolīnija (Gd3+) kompleksi. DOPTA-Gd, iespējams, pirmā specifiskā MRI kontrastviela, reaģē uz Ca2+ ar izmaiņām T1 signālā, kas ir Gdrelaksitātes MRI signāls. Lai gan kopš tā laika ir izstrādātas citas joniem specifiskas kontrastvielas [129], tās joprojām ir labākas, un ir nepieciešams vairāk kontrastvielu, kas ļautu attēlot mazas molekulas.

Gd T1 relaksivitāte mainās līdz ar tā rotācijas korelācijas laiku, kas ir Gd saistītās molekulas molekulmasas funkcija. Nukleīnskābes aptamērus var izmantot šim nolūkam, jo ​​hibridizāciju ar komplementu var mainīt, saistoties ar aptamēra mērķi.

Piemēram, adenozīna aptamērs tika saistīts ar streptavidīnu un hibridizēts ar īsāku komplementāru oligonukleotīdu, kas bija saistīts ar Gd. Adenozīna klātbūtnē aptamērs pārlocījās ap savu mērķi un atdalījās no komplementārā Gd-oligonukleotīda.

Tādējādi Gd pārcēlās no saistīšanas ar lielu (~ 70 kDa) molekulu uz mazu (~ 4 kDa) molekulu, kā rezultātā samazinās relaksivitāte un attiecīgi palielinās T1 [130].

For more information:1950477648nn@gmail.com