Ontdekking van moleculen in nanogrootte die de ziekte van Alzheimer en Parkinson kunnen remmen

Nanomoleculen van een bepaald chemisch element kunnen de vorming van plaque in de hersenweefsels remmen. Deze nieuwe ontdekking door onderzoekers van de Universiteit van Umeå, Zweden, in samenwerking met onderzoekers in Kroatië en Litouwen, biedt hernieuwde hoop voor nieuwe behandelingen van bijvoorbeeld de ziekte van Alzheimer en Parkinson op de lange termijn.

“Dit is inderdaad een zeer belangrijke stap die in de toekomst de basis kan vormen voor nieuwe en efficiënte behandelingen van neurodegeneratieve ziekten”, zegt professor Ludmilla Morozova-Roche van de universiteit van Umeå.

Wanneer eiwitten zich verkeerd vouwen, vormen ze onoplosbare fibrillen, amyloïden genaamd, die betrokken zijn bij verschillende ernstige ziekten zoals de ziekte van Alzheimer en Parkinson, de ziekte van Corino de Andrade en de gekkekoeienziekte. Amyloïde aggregaten doden neuronale cellen en vormen amyloïde plaques in de hersenweefsels.

Wat onderzoekers in Umeå in Zweden, Vilnius in Litouwen en Rijeka in Kroatië hebben ontdekt, is dat bepaalde moleculen van nanogrootte de amyloïde vorming van pro-inflammatoir eiwit S100A9 kunnen belemmeren. Deze moleculen zijn zelfs in staat om reeds voorgevormde amyloïden op te lossen, wat is aangetoond met behulp van atoomkrachtmicroscopie en fluorescentietechnieken. De moleculen in kwestie zijn polyoxoniobaten in nanogrootte, zogenaamde polyoxometalaationen met een negatieve lading die het chemische element niobium bevatten.

“Verder onderzoek is nodig voordat we veilig kunnen zeggen dat hier werkende behandelingen uit kunnen worden afgeleid, maar de resultaten zijn tot nu toe veelbelovend”, zegt Ludmilla Morozova-Roche.

De onderzoekers hebben gewerkt met twee verschillende polyoxoniobaatmoleculen, Nb10 en TiNb9. Beide bleken SI00A9-amyloïden te remmen door ionische interacties te vormen met de positief geladen plekken op het eiwitoppervlak, die cruciaal zijn voor de zelfassemblage van amyloïden. De onderzochte polyoxoniobaatmoleculen zijn relatief chemisch stabiel en oplosbaar in water. De moleculen hebben een nanogrootte, wat betekent dat ze extreem klein zijn. Deze nanomoleculen kunnen dankzij hun hoge biocompatibiliteit en stabiliteit ook interessant zijn voor andere medische toepassingen zoals implantaten.

Aan de Universiteit van Umeå hebben twee onderzoeksgroepen, van de faculteit geneeskunde en de afdeling scheikunde, samengewerkt door het probleem vanuit verschillende invalshoeken te benaderen en door een breed spectrum van biofysische en biochemische technieken toe te passen en door moleculaire dynamische simulaties.