Zaļās tējas epigallokatehīna-3-galāta (EGCG) mērķa proteīna nepareiza salocīšana zāļu atklāšanā neirodeģeneratīvām slimībām, 3. daļa

4.2. Pierādījumi no dzīvnieku modeļiem

Plašā farmakoloģisko aktivitāšu spektra dēļ EGCG parādīja terapeitisko potenciālu dažādos ND in vivo modeļos, tostarp AD, PD, HD un ALS (2. tabula).

EGCG ir savienojums, kas plaši atrodams tējas lapās, īpaši zaļajā tējā. Tas ir plaši pētīts, un ir pierādīts, ka tam ir daudz ieguvumu veselībai, tostarp uzlabota atmiņa. Tas ir ļoti pozitīvs un izdevīgs atklājums, jo daudzi cilvēki saskaras ar atmiņas problēmām, jo ​​iedzīvotāji noveco.

Pētījumi liecina, ka EGCG var palīdzēt uzlabot atmiņu. EGCG var aizsargāt nervu šūnas, samazinot trauslumu un oksidāciju. Tas var arī stimulēt neironu augšanu un savienojumu, uzlabot neirotransmisiju un uzlabot kognitīvo funkciju smadzenēs. Šie procesi palīdz uzlabot kognitīvās spējas, piemēram, ilgtermiņa atmiņu un uzmanību.

Turklāt EGCG var arī palielināt asins plūsmu smadzenēs, nodrošinot vairāk skābekļa un barības vielu, kas palīdz aizsargāt nervu šūnas un uzlabot smadzeņu darbību.

Rezumējot, EGCG ir pozitīva un labvēlīga atmiņas uzlabošanai. Tas var veicināt atmiņu un kognitīvās spējas, izmantojot dažādus ceļus, un uzlabot smadzeņu veselību un darbību. Tāpēc, dzerot zaļo tēju mērenībā, cilvēki var gūt daudz labumu veselībai un uzlabot viņu dzīves kvalitāti. Var redzēt, ka mums ir jāuzlabo atmiņa, un Cistanche var ievērojami uzlabot atmiņu, jo tā var arī regulēt neirotransmiteru līdzsvaru, piemēram, palielināt acetilholīna un augšanas faktoru līmeni, kas ir ļoti svarīgi atmiņai un mācībām. Turklāt Cistanche var arī uzlabot asins plūsmu un veicināt skābekļa piegādi, kas var nodrošināt, ka smadzenes saņem pietiekamu uzturu un enerģiju, tādējādi uzlabojot smadzeņu vitalitāti un izturību.

Noklikšķiniet uz Zināt veidus, kā uzlabot atmiņu

Par EGCG terapeitisko potenciālu AD dzīvnieku modelī pirmo reizi tika ziņots 2005. gadā, izmantojot zviedru mutantu APP pārmērīgi ekspresējošas peles (Tg APPsw). Pētnieki pierādīja, ka EGCG intraperitoneāla (ip) injekcija (20 mg/kg) ievērojami samazināja gan A līmeni, gan A plāksnes smadzenēs.

Pētījums arī parādīja, ka EGCG veicināja šķelšanos APP -C-gala fragmentā un paaugstināja N-termināla APP šķelšanās produktu, šķīstošo APP-.

Tas liecina, ka smadzeņu A līmeņa pazemināšanās ir saistīta ar palielinātu sekrētāzes šķelšanās aktivitāti [184]. Turklāt EGCG līdzīgi samazināja A nogulsnēšanos Tg APPsw, ja to ievadīja perorāli dzeramajā ūdenī (50 mg/kg), kā novērots 2008. gadā veiktā pētījumā. Rezultāti turklāt norādīja, ka EGCG sniedz kognitīvus ieguvumus un modulē tau hiperfosforilāciju šajās AD transgēnajās pelēs [186].

Vēl viens pētījums, kurā piedalījās Tg APPsw pelēm, bija vērsta uz EGCG neiroprotektīvās darbības molekulāro mehānismu. Tika konstatēts, ka EGCG samazina A izraisīto neirotoksicitāti, inhibējot glikogēna sintāzes kināzes-3 (GSK-3) aktivāciju un c-Ab/FE65 komplekso kodola translokāciju šajās transgēnajās pelēs [177].

Papildus cilvēka AD patoloģijas transgēniem peles modeļiem tiek uzskatīti arī toksīnu izraisīti modeļi, kas ir piemēroti ND ārstēšanas izpētei.

Ir ziņots par EGCG eiroprotektīvo iedarbību toksīnu izraisītos AD modeļos, piemēram, A izraisītos, LPS inducētos, D-galaktozes (D-gal) inducētos, streptozotocīna un andalumīnija hlorīda (AlCl3) izraisītos AD modeļos [13]. Divos pētījumos, kas veikti 2000. gados un 2010. gadu sākumā, tika izmantots LPS izraisīts AD modelis ar perorāli ievadītu EGCG (1,5 vai 3 mg/kg).

Viņi pierādīja, ka EGCG novērš apoptotisku šūnu nāvi, novēršot paaugstinātu A līmeni, inhibējot - un -sekretāzes. Rezultāti arī parādīja, ka EGCG novērš atmiņas traucējumus un amiloidoģenēzi, inhibējot ar neiroiekaisumiem saistītus citokīnus, kas izdalās no astrocītiem [187, 190].

Ir pierādīts, ka perorāla EGCG (1,5 vai 3 mg/kg) ievadīšana aizsargā pret A izraisītiem atmiņas un koordinācijas traucējumiem A izraisītām AD žurkām, savukārt EGCG (2 vai 6 mg/kg) intragastrāla (ig) ievadīšana bija spēcīga. neiroprotektīva iedarbība uz novecojošām pelēm, ko izraisa D-gal, kas darbojas, izmantojot antioksidantus un antiapopotiskus mehānismus [188, 189].

Turklāt papildu pierādījumi no toksīnu izraisītiem modeļiem apstiprina EGCG potenciālu uzlabot oksidatīvo stresu, izmantojot streptozotocīna un AlCl 3-inducētos modeļus.

Šie pētījumi parādīja, ka EGCG var samazināt oksidatīvo stresu perifērajos un smadzeņu audos un ka tas var nomākt uzvedības izmaiņas, kas saistītas ar toksīnu izraisītu kognitīvo deficītu šajos dzīvnieku modeļos [191,195]. Novecošanās paātrinātā pele (SAMP8), spontāns paātrinātas novecošanas dzīvnieku modelis. , ir izmantots arī pētījumos ar EGCG.

Šis dzīvnieku modelis tiek uzskatīts par stabilu modeli sporādiskas AD patoloģijas pētīšanai [225]. Pētījumi ir parādījuši EGCG spēju mazināt kognitīvo pasliktināšanos un atmiņas deficītu šīm pelēm, ievadot mazas (5 mg/kg) un lielas devas (15 mg/kg) [193,194]. Ir pierādīts, ka EGCG ievadīšana paaugstina anti-apoptotiskā proteīna regulēšanu. Bcl-2 un pastiprināja Bcl- 2/Bax attiecību, un tika konstatēta saistība starp EGCG izraisītu A uzkrāšanās samazināšanos un paaugstinātu neprilizīna ekspresiju (ātrumu ierobežojošais A degradācijas enzīms) [193].

Papildus neprilizīna ekspresijas regulēšanai tika pierādīts, ka EGCG inhibē BACE{0}} aktivitāti un uzlabo patoloģisku sinaptisko proteīnu līmeni frontālajā garozā un hipokampā SAMP8 peles modelī [194].

Atgriežoties pie transgēno peļu modeļa, 2010. gadu beigās pētījumi ar APP/PS1 pelēm sniedz papildu pierādījumus par EGCG in vivo neiroprotektīvajām īpašībām. Vienā pētījumā tika pētīta EGCG ietekme uz neironu apoptozi, ko izraisa endoplazmatiskā retikuluma (ER) stress, atklājot, ka EGCG terapija kavē ER stresa izraisītu apoptozi APP/PS1 peļu smadzeņu garozā [196].

Ir arī ierosināts, ka terapija, kas apvieno EGCG un ferulskābi vecām APP/PS1 pelēm, sniedz papildu priekšrocības salīdzinājumā ar vienu ārstēšanu, uzlabojot uzvedības traucējumus, uzlabojot smadzeņu amiloidozi un samazinot A paaudzi [197]. Ir arī pierādījumi, ka tiek lietotas divas zāles. EGCG/askorbīnskābes nanodaļiņas uzlabo EGCG terapeitisko efektivitāti APPswe/PS1 transgēnām pelēm [198].

Nesen veikts pētījums ar vispāratzītu preklīnisku jauktu ģimenes AD un 2. tipa cukura diabēta (T2DM) modeli, izmantojot transgēnas APP/PS1 peles, kas barotas ar diētu ar augstu tauku saturu, atklāja, ka EGCG uzlabo kognitīvo deficītu, ko pastiprina aptaukošanās diēta, modulējot atlocītu diabētu. proteīna reakcija [199]. EGCG ir arī plaši pētīts toksīnu izraisītos PD dzīvnieku modeļos, tostarp klasiskajos 6-OHDA un MPTP, kas ir divi visplašāk izmantotie neirotoksīni in vivo PD modeļos [226].

Par EGCG neiroprotektīvo iedarbību uz MPTP izraisīto PD modeli pirmo reizi tika ziņots 2000. gadu sākumā. Iekšķīgi lietojot EGCG (2 un 10 mg/kg), kā arī zaļās tējas ekstraktu (0,5 un 1 mg/kg), kas satur augstu EGCG līmeni, nepārprotami mazināja dopamīna neironu zudumu nigra un TH proteīna līmeņa samazināšanos [201]. Šajā modelī MPTP toksicitāti veicina oksidatīvais stress, īpaši NO.

Citā pētījumā tika pārbaudīts, vai EGCG mazina MPTP izraisītu PD pelēm, inhibējot neironu NO sintāzes (nNOS) ekspresiju. Rezultāti atklāja, ka gan zaļās tējas ekstrakts, gan EGCG samazināja nNOS ekspresiju nigrā [202]. 2010. gados papildu pētījumi, izmantojot MPTP izraisīto PD modeli, apstiprināja EGCG eiroprotektīvo iedarbību pret MPTP neirotoksicitāti [204,205].

Tika pierādīts, ka EGCG regulē dzelzs eksporta proteīna ferroportīnu nigrā, samazinot oksidatīvo stresu un iedarbojoties uz neironu glābšanas efektu pret MPTP izraisītiem funkcionāliem un neiroķīmiskiem deficītiem pelēm [204]. 2018. gada pētījums ar MPTP izraisītu PD peles modeli koncentrējās uz ietekmi. EGCG uz perifēro imūnsistēmu.

Rezultāti atklāja, ka ārstēšana ar EGCG aizsargā dopamīnerģiskos neironus no MPTP izraisītas deģenerācijas, atjaunojot šo peļu kustību uzvedību. Turklāt EGCG inhibēja neiroinflammatorisko citokīnu ekspresiju un mainīja T-šūnu disfunkciju MPTP peļu perifērajā imūnsistēmā [205].

In vivo pētījums ar 6-OHDA izraisītu PD žurku modeli parādīja, ka EGCG, kas ievadīts ar zondi (10 mg/kg), atjauno striatālā oksidatīvo stresu un imūnhistoķīmiskās izmaiņas. Turklāt ārstēšana ar EGCG mazināja uzvedības izmaiņas, norādot uz neiroaizsardzību, kas izpaudās kā samazināta rotācijas uzvedība, palielināta lokomotorā aktivitāte, antidepresīva iedarbība un kognitīvās disfunkcijas uzlabošanās [203].

Nesen cits pētījums ar PD žurku modeli koncentrējās uz EGCG ietekmi uz ROT izraisītām motoriskām un neiroķīmiskām disfunkcijām. Šis pētījums parādīja, ka EGCG (100 vai 300 mg/kg ip) iespējamā neiroprotektīvā iedarbība pret ROT izraisītām motoriskām un neiroķīmiskām disfunkcijām žurkām ir saistīta ar tā antioksidantu iedarbību, mitohondriju disfunkcijas novēršanu, neiroķīmiska deficīta novēršanu, pretneiroiekaisuma iedarbību un anti- apoptotiskā iedarbība [207].

Nesen tika pierādīts, ka EGCG papildināšana izraisa dziļas izmaiņas zarnu mikrobu sastāvā bezmugurkaulnieku PD modelī, atjaunojot baktēriju kopas pārpilnību [206]. Pētījums ar PTEN inducētām iespējamām kināzes 1 (PINK1) mutantu mušām parādīja, ka EGCG mazina neironu un uzvedības defektus, pārveidojot zarnu mikrobiotu [206].

PD dzīvnieku modeļos zarnu mikrobiota regulē motoru deficītu un neiroiekaisumus [227]. Interesanti, ka jaunākie pierādījumi liecina, ka EGCG pārveido cilvēka zarnu mikrobiotas arhitektūru [228, 229].

Tomēr ir nepieciešami turpmāki pētījumi, lai konstatētu, ka zarnu mikrobiotas modulācija ir saistīta ar EGCG darbības veidu. Pētnieki tagad ir pārliecināti, ka zarnu baktērijas var būt iesaistītas daudzās ND, un zarnu mikrobiotas pārveidošana, lai saglabātu to līdzsvaru, varētu būt jauna terapeitiskā stratēģija. 230 231]. Patiešām, jaunākās zāles, kas apstiprinātas AD ārstēšanai, bija nātrija oligomannāts, kura darbības veids ir saistīts ar zarnu mikrobiotu un neiroiekaisumiem, uzsverot zarnu mikrobioma kā potenciāla AD mērķa zāļu nozīmi [53].

Daudzi pierādījumi no pētījumiem ar dzīvnieku AD un PD modeļiem liecina, ka EGCG var būt noderīgs AD un PD ārstēšanai. Tomēr pieejamie pierādījumi par EGCG neiroprotektīvo iedarbību neaprobežojas tikai ar pētījumiem ar AD un PD dzīvnieku modeļiem.

Pētījumos, kas publicēti kopš 2000. gadiem, EGCG ir arī pierādījis in vivo potenciālu novērst citas ND, tostarp ALS un FAP transgēno peļu modeļus, HD Drosophila modeli un 3-nitropropionskābes izraisītu HD žurku modeli [25,208– 211]. Kopumā šie preklīniskie pētījumi ar dzīvniekiem liecina, ka EGCG ir ievērojams potenciāls kā zāļu kandidāts neirodeģeneratīvu zāļu atklāšanai.

4.3. Pierādījumi no klīniskajiem pētījumiem

EGCG efektivitāte ir pierādīta ND preklīniskajos modeļos 2000. un 2010. gados; tādējādi tas tika apstiprināts klīniskajam pētījumam 2019. gadā. Šim nolūkam tika veikts randomizēts, dubultmaskēts, placebo kontrolēts paralēlu grupu III fāzes pētījums pacientiem ar multiplās sistēmas atrofiju (MSA), kas ir reta ND, ko raksturo agregācija. -sin inoligodendrocīti un neironi, kam ir kopīgas neiropatoloģiskas pazīmes ar PD.

Tomēr šajā pētījumā konstatēts, ka EGCG papildināšana neietekmēja MSA progresēšanu. Tajā pašā pētījumā konstatēts, ka, lai gan EGCG parasti bija labi panesams, dažiem pacientiem tas bija saistīts ar hepatotoksisku iedarbību, tāpēc nevajadzētu lietot devas, kas pārsniedz 1200 mg [232]. Ir arī ziņojumi, ka ir pabeigti AD (NCT00951834) un HD (NCT01357681) II fāzes klīniskie pētījumi.

Ņemot vērā oksidatīvā stresa lomu ND patoģenēzē, ND antioksidantu terapija pēdējos gados ir saņēmusi lielu uzmanību kā daudzsološa pieeja oksidatīvā stresa izraisītas neirodeģenerācijas aizkavēšanai vai lēnai. Daudzi antioksidanti, tostarp EGCG, pēdējos gados ir veikti klīniskos pētījumos. Tomēr pastāv šķēršļi antioksidantu pārnešanai no preklīniskās stadijas uz klīniskiem apstākļiem, kas galvenokārt ir saistīti ar farmakokinētiskiem un farmakodinamiskiem ierobežojumiem.

Tādējādi, neskatoties uz daudzsološajiem rezultātiem in vitro un in vivo pārbaudēm, līdz šim klīniskajos pētījumos nevienam no pētītajiem antioksidantiem ir sasniegti tikai daži pozitīvi rezultāti [233].

Pētnieki ir pieņēmuši, ka EGCG zemā biopieejamība bija svarīgs šo neatbilstību faktors. Patiešām, tika ierosināts, ka EGCG terapeitisko potenciālu ierobežo tā vājā sistēmiskā uzsūkšanās pēc iekšķīgas lietošanas, tostarp zema uzsūkšanās, slikta farmakokinētika un biopieejamība, ierobežots bioizplatījums, pirmās loka metabolisms, triviāla iespiešanās un zema uzkrāšanās saistītajos audos. vai zema mērķauditorijas atlases efektivitāte.

Turklāt EGCG ir nestabils fizioloģiskos apstākļos, un tas var ātri noārdīties vai metabolizēties mijiedarbības ar fenola gredzenu hidroksilgrupām dēļ. Intravenoza EGCG ievadīšana izraisa daļēju degradāciju, pirms tas sasniedz mērķa audus [234].

5. EGCG mērķauditorijas atlase nepareizi salocīti apkopojumi AD un PD

Daudzas neatkarīgas pētniecības grupas ir plaši pētījušas NP in vitro efektus, kas vērsti uz nepareizu olbaltumvielu salocīšanu, apvienojot bioķīmiskos un biofizikālos raksturojumus ar attēlveidošanas metodēm un šūnu dzīvotspējas testiem.

Tie ietvēra transmisijas elektronu mikroskopiju (TEM), atomu spēka mikroskopiju (AFM), tioflavīna (ThT) saistīšanās testu, dinamisko gaismas izkliedi (DLS), cirkulārā dihroisma (CD) spektroskopiju, Furjē transformācijas infrasarkano (FTIR) spektroskopiju, maza leņķa rentgenstaru. izkliede (SAXS) un kodolmagnētiskā krezonanse (KMR) [125].

Vairāki pētījumi ir parādījuši EGCG efektivitāti A un sinaggregācijas un citu proteīnu inhibēšanā (4. tabula). Pirmo reizi DagmarE par EGCG ziņoja 2006. gadā. Ērnhēfers u.c. kā agrīnu huntingtīna nepareizas locīšanas notikumu modulators, kas maina huntingtīna konformāciju un novērš destruktīvas proteīna-olbaltumvielu mijiedarbības veidošanos [25].

Tālāk, Ehrnhoefer et al. pievērsās tam, lai izpētītu, vai EGCG ir tāda pati ietekme citu uz agregāciju tendētu “dabiski nesalocītu” polipeptīdu, piemēram, A un -syn, fibrilloģenēzē.

Viņi spēja parādīt, ka EGCG efektīvi inhibēja gan -syn, gan A fibrilloģenēzi, tieši saistoties ar dabiski nesalocītajiem polipeptīdiem, kas arī var novērst to pārvēršanos toksiskos, ceļā notiekošas agregācijas starpproduktos. Tas liek domāt, ka EGCG atpazīst nesalocītus polipeptīdus un tieši saistās ar galveno ķēdi, kas ir kopīga visiem proteīniem [26].

Šis atklājums liecina, ka EGCG potenciāli varētu būt kandidāts kopējas farmakoloģiskās terapijas izstrādei ND un olbaltumvielu nepareizas locīšanas un amiloido slimību ārstēšanai kopumā. Kopš šie atklājumi kļuva zināmi, daudzi pētījumi apgalvoja, ka EGCG var samazināt nepareizi salocītu proteīnu neirotoksicitāti, kas saistīta ar daudzām ND.

Lielākā daļa pētījumu šajā jomā ir vērsti uz A un -syn agregāciju un toksicitāti (4. tabula). 2010. gadu sākumā pēc tam, kad atklājumi parādīja, ka EGCG novirza amiloidogēnos polipeptīdus uz nestrukturētiem, ārpus ceļa esošajiem oligomēriem, pētnieki pētīja, vai EGCG izjauc iepriekš izveidotās amiloīda fibrilus.

Rezultāti atklāja, ka amiloīda fibrilu apstrāde ar EGCG neapvērš amiloīda veidošanās procesu, bet gan tieši pārvērš fibrilāras sugas labdabīgos proteīnu agregātos, kas liecina, ka EGCG ir spēcīgs nobriedušu amiloīda fibrilu remodelēšanas līdzeklis [148]. Pētnieki atklāja, ka EGCG ir iepriekš izveidojies. un -sin amiloīda fibrillas un oligomērus un tieši maina to morfoloģiju, ko apstiprina bioķīmiskie, biofizikālie un šūnu testi, sniedzot eksperimentālus pierādījumus tam, ka EGCG tieši saistās ar loksnēm bagātiem agregātiem, veicinot konformācijas izmaiņas, neizjaucot tos monomēros vai mazos difūzos oligomēros. [148].

Tika ierosināts, ka savienojumu izraisīta saišu pārorientācija starp sakārtotām olbaltumvielu molekulām polimērā varētu būt atbildīga par amiloīda pārveidošanu un nesakārtotu, amorfo proteīnu agregātu parādīšanos.

No otras puses, cits pētījums liecina, ka EGCG var spēcīgi sadalīt iepriekš izveidotus oligomērus un tam ir spēcīga no devas atkarīga inhibējoša iedarbība uz -syn agregāciju. Šajā pētījumā tika izmantota konfokālā vienas molekulas fluorescences spektroskopija, lai raksturotu 14 fenola savienojumu un melnās tējas ekstrakta, tostarp EGCG, ietekmi uz sin-oligomēru veidošanos.

Struktūras un aktivitātes analīzē tika secināts, ka trīs blakus esošo grupu klātbūtne vienā fenilgredzenā, kas novērota tādos savienojumos kā EGCG, var būt svarīga molekulāra iezīme, lai efektīvāk kavētu un destabilizētu pašsavienošanos ar -syn [212]. .

Attiecībā uz EGCG–A mijiedarbības ķīmiskajiem mehānismiem viens pētījums parādīja, ka EGCG iejaucas A aromātiskajā hidrofobajā kodolā, veidojot netoksiskus A oligomērus. Izmantojot burvju leņķa griešanās cietvielu KMR pētījumus, pētnieki pierādīja, ka netoksiskie agregāti, kas veidojas EGCG klātbūtnē, ir labi strukturēts, ar raksturīgu matadata struktūru, ko parasti novēro A fibrilām un oligomēriem [128].

2013. gadā tika publicēts pētījums, kura mērķis bija izprast molekulāro mehānismu, ar kura palīdzību EGCG pārveido nobriedušas amiloīda fibrils, un tas parādīja, ka EGCG amiloīda remodelācijas aktivitāte in vitro ir atkarīga no EGCG autooksidācijas [213].

EGCG var pašoksidēties, radot sarežģītu monomēru un polimēru EGCG bāzes hinonu maisījumu, un autooksidācija tiek uzskatīta par vienu no galvenajām reakcijām, kas izraisa EGCG nestabilitāti in vitro [235].

Pētnieki ir ierosinājuši, ka molekulārais mehānisms, ar kuru EGCG pārveido amiloīda fibrilus, daļēji var būt saistīts ar hidrofobu saistīšanos un Šifa bāzes veidošanos ar proteīnu lizīna atlikumiem. Tika izvirzīta hipotēze, ka EGCG terapijas izraisītas novirzes pēc translācijas modifikācijas var notikt vienlaikus ar hidrofobās remodelācijas procesu, kas, šķiet, ir galvenais EGCG amiloīda remodelācijas virzītājspēks.

Visbeidzot, primārais hidrofobās saistīšanās mehānisms, kas ieteikts amiloīda pārveidošanai ar EGCG un, visticamāk, tā oksidācijas produktiem, var arī izskaidrot EGCG spēju novērst monomēru amiloidogēno proteīnu fibrilāro agregāciju, iespējams, saistoties ar oligomēru sēklām un padarot tās mazāk kinētiski kompetentas [213].

Turklāt citā 2013. gada pētījumā tika atzīmēts, ka oksidēts EGCG var būt noderīgs, lai izgatavotu zāļu piegādes mikrodaļiņas no dabiski reproducējamas un ēdamas zaļās tējas [236].

Pavisam nesen tika pierādīts, ka zaļās tējas polifenola mikrodaļiņas, kuru pamatā ir EGCG oksidatīvā saite, kavē proteīna sintēzes amiloīda agregāciju/citotoksicitāti un kalpo kā platforma zāļu ievadīšanai [219]. Pētījumā tika ierosināts izmantot EGCG mikrodaļiņas kā iespējamu bifunkcionālu stratēģiju, tieši bloķējot amiloidoģenēzi un nesot molekulu, kas var darboties sinerģiski, lai pastiprinātu anti-amiloidogēno efektu [219].

2014. gadā pētījums, kurā tika apvienota KMR spektroskopija, TEM un CD, detalizēti raksturoja zaļās tējas katehīnu (epikatehīna, epigallokatehīna, epikatehīna gallāta un EGCG) mijiedarbību ar toksiskiem oligomēriem.

Tika pierādīts, ka katehīnu flavan{0}ola vienība ir būtiska EGCG–A mijiedarbībai. Turklāt līdzīgi eksperimenti joprojām parādīja, ka viena un tā pati flavan-3-ola vienība ir būtiska arī mijiedarbībai ar PrP oligomēriem [214]. Ir ziņots arī par EGCG ietekmi uz tau agregāciju.

Šis efekts tika raksturots 2015. gadā veiktā pētījumā, kurā tika apvienota bezšūnu agregācija un ašūnu tests, un tika konstatēts, ka EGCG varētu būt spēcīgs tau agregācijas un toksicitātes inhibitors, novēršot tau proteīna agregāciju toksiskos oligomēros pie substehiometriskā līmeņa [150]. .

Pavisam nesen pētījums ar dažādām biofizikālām un bioķīmiskām analīzēm liecināja par iespējamu EGCG dubulto ietekmi uz pilna garuma tau agregācijas kavēšanu un demontāžu un to saistīšanās afinitāti [28].

Atgriežoties pie pētījumiem par -syn oligomēriem, ir ierosināts, ka EGCG darbības mehānisms, lai inhibētu oligomēru veidošanos un bloķētu to toksicitāti, ir saistīts ar EGCG, kas ietekmē -syn oligomēru saistīšanās pakāpi ar membrānām, kā rezultātā notiek to redukcija (bet ne pilnīga). oligomēra afinitāte pret šūnu membrānām.

Saskaņā ar in vitro testiem tas neietekmē oligomēra izmēru sadalījumu vai sekundāro struktūru. Dati parādīja, ka EGCG imobilizē C-gala reģionu un mēreni samazina oligomēru saistīšanās pakāpi ar membrānām [149].

Ir atzīts, ka EGCG neinhibē -syn fibrilformāciju, bet drīzāk nodrošina aizsardzību pret -syn citotoksicitāti, gan bagātinot netoksisku ārpusceļa oligomēru populāciju, gan veicinot toksisko oligomēru pārvēršanos mazāk toksiskās fibrilās (4. attēls).

Tas var būt saistīts ar EGCG saistīšanos ar oligomēriem, kas atrodas ceļā, un paātrina to pārvēršanos fibrilās, lai varētu samazināt toksisko oligomēru starpproduktu efektīvo populāciju [131].

Šajā sakarā 2017. gada pētījums, ko veica Yang et al. sniedza pārliecinošus pierādījumus tam, ka EGCG neinhibē -syn fibrilāciju, bet veicina to, kas ir pretrunā iepriekšējiem ziņojumiem, ka EGCG darbojas kā remodelēšanas līdzeklis, kas veicina mazu amorfu proteīnu agregātu veidošanos no nobriedušām fibrilām [26, 131].

Kopīgi inkubēta -syn maisījuma ar EGCG paraugs pilnībā samazināja fluorescences signālu ThT saistīšanās testā, norādot uz iespējamu pilnīgu amiloīda veidošanās kavēšanu.

Tika novērotas morfoloģiski izmainītas fibrillas, kas izskatījās nedaudz cirtainas, salīdzinot ar taisnām fibrilām, kas iegūtas tādos pašos fibrilācijas apstākļos, bet bez EGCG. Tādējādi autori ierosināja, ka ThT saistīšanās tests nav piemērots, lai novērtētu EGCG “inhibējošo” ietekmi uz -syn fibrilāciju [131].

Lai gan ThT ir zelta standarta zonde amiloīda fibrilu noteikšanai in vitro, ir ieteikts ievērot piesardzību, testējot polifenolus, izmantojot ThT saistīšanās testu, jo ir ziņots par dažiem kritiskiem ierobežojumiem, piemēram, fona signālu un konkurējošu saistīšanos ar ārējo zondi. Šī metode ir jāapstiprina ar citiem paņēmieniem, lai apstiprinātu, ka ievērojamā ThT fluorescences samazināšanās, kas novērota novērtētā savienojuma klātbūtnē, ir saistīta ar amiloīda fibrilācijas inhibējošo iedarbību vai drīzāk ar ThT savienojuma pārvietošanu [237–240].

Jāpiemin, ka emisijas samazināšanos EGCG klātbūtnē var izraisīt šī savienojuma konkurence ar ThT par amiloīda fibrilu saistīšanās vietām [237, 238]. Nesen pentamēra tiofēna fluorescence tika ierosināta kā alternatīva zonde, lai uzraudzītu agregācijas kinētiku EGCG klātbūtnē [240]. Saskaņā ar Yang et al. pētījumu, ir lietderīgi uzskatīt, ka EGCG inducē divu veidu sin-oligomērus. TEM un AFM atklājumi atklāja, ka ar EGCG apstrādāts -syn ne tikai ražo ārpusceļa kompaktos oligomērus, bet arī rada amiloīda fibrillas, kas veidojas, pārvēršot ceļā toksiskus oligomērus fibrilās.

Tas apstiprina hipotēzi, ka EGCG darbojas, lai atvieglotu oligomēru pārvēršanos par amiloīda fibrilām, nomācot šo toksisko oligomēru populāciju [131]. Nesenā pētījumā pētnieki apstiprināja, ka EGCG var paātrināt -sin amiloīda fibrilformāciju, atvieglojot tā primāro kodolu heterogēno heterogēno veidošanos. .

Šis darbs parādīja, ka agregācijas apstākļi nosaka, vai EGCG ir -sin amiloidfibrilu veidošanās inhibitors vai pastiprinātājs, jo inhibējošā darbība nav spēcīga pret dažādām fizioloģiski nozīmīgām izmaiņām eksperimentālos apstākļos [241]. Kopumā šie pēdējie atklājumi liecina, ka EGCG var iedarboties uz neiroprotektīvo iedarbību. iedarbība pret sin-inducētu citotoksicitāti, mainot agregācijas ceļu uz netoksisku agregātu veidošanos un uzlabojot oligomēru izraisītu toksicitāti, iespējams, samazinot šūnu membrānas caurlaidības izraisīto toksisko agregātu apjomu [131,149]. Citā pētījumā, kas publicēts 2017. EGCG par -syn fibrilāciju un dezagregāciju molekulārā līmenī tika novērtētas, izmantojot ķīmiskas, bioķīmiskas un uz šūnām balstītas metodes, piemēram, ThT saistīšanās testu, KMR, mikroskopiju un MTT.

Šie pētījumi liecināja, ka EGCG saistīšanās ar Leu, His, Phe un Tyr aminoskābju atlikumiem kavē -syn konformācijas pāreju uz ar loksnēm bagātinātiem konformeriem, kā arī dezagregē -syn amiloīda fibrillas atkarībā no devas [151]. 2017. gada pētījumā tika salīdzināta EGCG ietekme uz sintēzes agregācijas citiem trim inhibitoriem (dopamīnu, amfotericīnu-B un hinacrīna dihidrohlorīdu). Šajā pētījumā veiktais eksperiments atklāja, ka augstās koncentrācijās EGCG palēnina fibrilizācijas kinētiku.

EGCG spēja arī samazināt -syn agregātu toksicitāti atkarībā no koncentrācijas. Morfoloģiskais pētījums par netoksiskiem agregātiem, kas veidojas EGCG klātbūtnē, parādīja mazāku fibrilla izmēru. Pētnieki ierosināja, ka -syn agregātu citotoksicitātes samazināšanos augstākas EGCG koncentrācijas klātbūtnē var saistīt ar to spēju samazināt hidrofobās virsmas iedarbību, kas parādīta 8-anilino-1-naftalīnsulfonskābē (ANS). ) saistošie pētījumi [215].

Interesanti, ka ANS saistīšanās tests jau ir sniedzis vērtīgu ieskatu par hidrofobo virsmu iedarbības nozīmi nepareizi salocītu sugu agregācijas rezultātā, kas ir būtiska un kopīga šo patogēno sugu iezīme [242]. Tagad ir zināms, ka hidrofobo grupu iedarbība uz oligomēra virsmu, šķiet, ir galvenais oligomēru izraisītās toksicitātes noteicošais faktors. Ir izolēts virkne proteīnu, oligomēru sugu ar līdzīgu izmēru un morfoloģiju, bet ar ļoti atšķirīgu toksicitāti, un ir pierādīts, ka tās atšķiras ar šķīdinātāju pakļauto hidrofobitāti [243].

Ir arī pārliecinoši pierādījumi tam, ka A toksicitāti regulē šķīdinātāja iedarbība uz hidrofobām virsmām. Tikmēr noteicošais toksicitātes faktors ir hidrofobu virsmu iedarbība, nevis lokšņu klātbūtne. Vairāki pierādījumi liecina, ka pakļaušana šīm toksiskajām virsmām atvieglo mijiedarbību ar vairākiem šūnu komponentiem, tostarp membrānām, kas ir pamatā galvenajiem patogēniem posmiem AD progresēšanā [244, 245].

Tā kā šķiet, ka hidrofobu virsmu iedarbība pārveido nepareizi salocītu proteīnu agregāciju, jaunākie pētījumi ziņoja, ka EGCG darbības mehānisms pret proteīnu nepareizu locīšanu ir tieši saistīts ar hidrofobo virsmu šķīdinātāja iedarbības regulēšanu. Tāpēc EGCG samazina nepareizi salocītu agregātu toksicitāti, saistoties ar iepriekš veidotiem oligomēriem un fibrilām un mainot to hidrofobās virsmas iedarbību [216, 217].

Ahmeds et al. 2017. gadā noskaidroja, kā EGCG pārveido A oligomērus, izmantojot 15N un 1H tumšā stāvokļa apmaiņas piesātinājuma pārnesi (DEST), relaksāciju un ķīmiskās nobīdes projekcijas NMR analīzes ar fluorescenci, DLS un elektronu mikroskopiju. Eksperimentālie atklājumi liecināja, ka EGCG amiloīda inhibīcijas mehānismu nosaka preferenciālā saistīšanās ar A oligomēriem [216]. Šķīduma KMR pētījumos tika secināts, ka EGCG var vāji saistīties ar A monomēriem, kamēr tam ir lielāka afinitāte pret oligomēriem.

Tiek pieņemts, ka A 40 oligomēri kļūst mazāk pakļauti šķīdinātāja iedarbībai, saistoties ar EGCG, un -reģioni, kas ir iesaistīti tiešos monomēra-protofibrilu kontaktos, ja nav EGCG, tiek pakļauti tiešai piesietam kontaktam [216]. papildu ieskatu A toksicitātes strukturālajos noteicošajos faktoros, Ahmeds et al. pētīja A oligomērus ar dažādām toksicitātes pakāpēm, kas radās, ja nav vai nebija katehīnu bibliotēkas, kas ietvēra EGCG un sešus EGCG analogus.

Apvienojot šūnu toksicitātes testus, elektronu mikroskopiju, KMR spektroskopiju, DLS, platleņķa rentgenstaru difrakcijas (WAXD) un fluorescences testus, salīdzinošā analīze identificēja galveno toksicitātes noteicošo faktoru kopu un saistīto darbības mehānismu, kas ietver hidrofobas virsmas iedarbību. aptver atlikumus 17–28 un vienlaicīgu augsti uzlādētā N-gala ekranēšanu [217].

Pētījuma rezultāti liecināja, ka toksisko A mezglu (A n) iedarbībai ir pakļautas hidrofobas vietas, kas ir pakļautas ANS saistīšanai, savukārt EGCG pārveidotie A agregāti nav toksiski un tiem ir mazāk atklātu hidrofobu vietu. Šīs atklātās hidrofobās virsmas atvieglo kolokalizāciju, mijiedarbību un sekojošu A mezglu ievietošanu membrānā.

Šie atklājumi liecina, ka An toksicitāti regulē hidrofobisko virsmu iedarbība ar šķīdinātāju [217]. Līdz šim mūsu diskusijas punktam visi in vitro pierādījumi stingri liecina, ka EGCG mērķis ir proteīnu nepareiza locīšana, norādot uz iespējamu ND terapeitisko efektu.

Tomēr ir svarīgi atzīt, ka visos citētajos pētījumos ir analizētas amiloīda fibrilus un citus agregātus, kas veidojas no ķīmiski sintētiskiem vai rekombinanti ekspresētiem peptīdiem vai proteīniem in vitro, un in vitro amiloīda fibrilu struktūras var būtiski atšķirties no exvivo amiloīda fibrilu struktūrām [246, 247]. Nav skaidrs, vai testi, kuros izmanto proteīnu struktūras, kas var neatspoguļot in vivo amiloīda struktūru, var patiesi izskaidrot, kā EGCG iedarbojas pret olbaltumvielu nepareizu locīšanu in vivo.

6. Secinājumi

Pēdējo divu desmitgažu laikā ir kļuvis pieejams ievērojams pierādījumu kopums, kas atbalsta EGCG lietošanu ND terapijā. EGCG iespējamā ietekme uz ND tagad ir labi aprakstīta un pierādīta ar virkni eksperimentālu in vitro un in vivo testu, kas apspriesti šajā pārskatā.

Tomēr, neskatoties uz plašiem pierādījumiem no AD, PD un citu ND in vitro un in vivo modeļiem, kas liecina, ka EGCG ir daudzsološs zāļu kandidāts ND ārstēšanai, klīniskie pierādījumi par tā antineirodeģeneratīvo iedarbību vēl nepastāv. Klīniskā pētījuma III fāze ar MSA pacientiem netika konstatēta ietekme uz slimības progresēšanu, savukārt dažiem pacientiem bija hepatotoksiska iedarbība [232].

Daži autori ir ierosinājuši, ka neatbilstība starp pierādījumiem, kas iegūti preklīniskajos posmos un klīniskajos pētījumos ar cilvēkiem, varētu būt attiecināmi uz katehīniem, piemēram, EGCG, kam ir sliktas farmakokinētiskās īpašības un biopieejamība, kas ierobežo to efektivitāti kā zāļu izraisītājus. Tomēr to varētu uzlabot, izmantojot jaunas metodes, piemēram, uz nanodaļiņām balstītas ievadīšanas sistēmas, strukturāli modificētas katehīnu molekulas vai kopā ar citām zālēm vai bioaktīviem savienojumiem [234].

Ir pierādīts, ka mazas molekulas spēja samazināt oligomēru sugu toksicitāti ir daudzsološa terapeitiskā stratēģija pret ND. Ir pierādīts, ka EGCG ievērojami samazina vairāku amiloīda agregātu toksicitāti šūnām, saistoties ar preformedoligomēriem un fibrilām un mainot to hidrofobās virsmas iedarbību.

Šie atklājumi liecina, ka tāpēc EGCG lietošanu varētu uzskatīt par parastu zāļu terapiju, kas ir paredzēta dažādu ND, kuru mērķis ir nepareiza proteīna locīšana, kas ir daudzu ND kopīga iezīme. Ir arī svarīgi atzīmēt, ka pētījumi par mehānismiem, ar kuriem EGCG apkaro neirodeģenerāciju, jau ir nodrošinājuši. ievērojams progress mūsu zināšanās par olbaltumvielu nepareizas locīšanas toksicitātes mehānismiem.

Turklāt EGCG un citi zaļie teakatehīni ir atzīti par vērtīgiem instrumentiem, lai identificētu amiloidoagregācijas virzītājus un izstrādātu citus agregācijas modulatorus, izmantojot strukturālu mīmiku [16].

Proti, dziļākai izpratnei par mazo molekulu un nepareizi salocītu proteīnu mijiedarbības molekulārajiem mehānismiem var būt nozīmīga loma racionālā zāļu izstrādē un jaunu ND terapeitisko stratēģiju izstrādē. Galīgais vēstījums, kas parādās, ir tāds, ka, lai gan pašreizējiem EGCG pētījumiem ir ierobežota ietekme uz klīnisko praksi, tie ir snieguši spēcīgus pierādījumus un pārbaudāmas hipotēzes, lai veicinātu klīnisko progresu un neirodeģeneratīvo slimību zāļu atklāšanu.

Autora ieguldījums: PBG izstrādāja tēmu, konceptualizēja dizainu un uzrakstīja manuskriptu. ACRS un YC pārskatīja manuskriptu un piedalījās pētījuma izstrādē. Visi autori ir izlasījuši un piekrituši publicētajai manuskripta versijai.

Finansējums: šo darbu finansēja Nacionālā Zinātniskās un tehnoloģiskās attīstības padome (CNPq); Nacionālā augstākās izglītības uzlabošanas padome (CAPES) Finanšu kods001; un Carlos Chagas Filho fonds pētniecības atbalstam Riodežaneiro štatā (FAPERJ).

Institucionālās pārbaudes padomes paziņojums: nav piemērojams.

Paziņojums par informētu piekrišanu: Nav piemērojams.

Pateicības: Autori atzīst Lucas Machado Ascari un Mariana J. do Amaral par noderīgu diskusiju nodrošināšanu.

Interešu konflikti: autori paziņo, ka pētījums tika veikts bez jebkādām komerciālām vai finansiālām attiecībām, kuras varētu uzskatīt par potenciālu interešu konfliktu.

Atsauces

1. Dorsey, ER; Elbazs, A.; Nikolajs, E.; Abd-Allahs, F.; Abdelalims, A.; Adsuar, JC; Anša, MG; Brains, C.; Čoi, JYJ; Kolado-Mateo, D.; et al. Parkinsona slimības globālais, reģionālais un nacionālais slogs, 1990–2016: sistemātiska analīze 2016. gada globālā slimības sloga pētījumam. Lancet Neurol. 2018, 17, 939–953. [CrossRef]

2. Nikols, E.; Zoeke, CEI; Vollset, SE; Abbasi, N.; Abd-Allahs, F.; Abdela, J.; Aichour, MTE; Akinjemi, RO; Alahdab, F.;Asgedom, SW; et al. Alcheimera slimības un citu demences globālais, reģionālais un valsts mēroga slogs, 1990.–2016. gads: sistemātiskā analīze globālās slimības sloga pētījumam 2016. Lancet Neurol. 2019, 18, 88–106. [CrossRef]

3. 2020. gada Alcheimera slimības fakti un skaitļi. Alcheimera demence. 2020, 16, 391–460. [CrossRef]

4. Yacoubian, TA Neirodeģeneratīvie traucējumi: kāpēc mums ir vajadzīgas jaunas terapijas? Elsevier Inc.: Amsterdama, Nīderlande, 2017; ISBN 9780128028117.

5. Gribkoff, VK; Kaczmarek, LK Nepieciešamība pēc jaunām pieejām CNS zāļu atklāšanā: kāpēc zāles ir bijušas neveiksmīgas un ko var darīt, lai uzlabotu rezultātus. Neirofarmakoloģija 2017, 120, 11.–19. [CrossRef] [PubMed]

6. Kēberle, A.; Werz, O. Vairāku mērķu pieeja dabīgiem produktiem iekaisuma gadījumā. Narkotiku disks. Šodien, 2014, 19, 1871–1882.[CrossRef]

7. Ho, TT; Tran, QT; Chai, CL Dabisko produktu polifarmakoloģija. Future Med. Chem. 2018, 10, 1361–1368. [CrossRef]

8. Gonçalves, PB; Romeiro, NC Vairāku mērķu dabas produkti kā alternatīva pret oksidatīvo stresu hroniskas obstruktīvas plaušu slimības (HOPS) gadījumā. Eur. J. Med. Chem. 2019, 163, 911–931. [CrossRef]

9. Mārtiņš, M.; Silva, R.; Pinto, MMM; Sousa, E. Jūras dabiskie produkti, daudzmērķu terapija un atkārtoti lietojami līdzekļi Alcheimera slimībā. Pharmaceuticals 2020, 13, 242. [CrossRef] [PubMed]

10. Singh, NA; Mandal, AKA; Khan, ZA Epigallokatehīna-3-gallāta (EGCG) iespējamās neiroprotektīvās īpašības. Nutr. J.2016, 15, 1.–17. [CrossRef]

11. Cascella, M.; Bimonte, S.; Muzio, MR; Skjavone, V.; Cuomo, A. Epigallokatehīna-3-galāta (zaļās tējas) efektivitāte Alcheimera slimības ārstēšanā: pārskats par pirmsklīniskajiem pētījumiem un translācijas perspektīvām klīniskajā praksē. Inficēt.Aģents. Vēzis 2017, 12, 1.–7. [CrossRef] [PubMed]

12. Chowdhury, A.; Sarkars, Dž.; Čakraborti, T.; Pramanik, PK; Chakraborti, S. Epigallokatehīna-3-gallāta aizsargājošā loma veselībā un slimībās: perspektīva. Biomed. Pharmacother. 2016, 78., 50.–59. [CrossRef] [PubMed]

For more information:1950477648nn@gmail.com