புரதங்களைப் பிரதிபலிக்கும் நானோ பொருள் நரம்பியக்கடத்தல் நோய்களுக்கு சிகிச்சையளிக்கக்கூடும்

புரதங்களின் நடத்தையைப் பிரதிபலிக்கும் ஒரு புதிய நானோ பொருள் அல்சைமர் மற்றும் பிற நரம்புச் சிதைவு நோய்களுக்கு ஒரு சிறந்த சிகிச்சையாக இருக்கலாம். இந்த நானோ பொருள் மூளை செல்களில் இரண்டு முக்கிய புரதங்களுக்கு இடையிலான தொடர்புகளை மாற்றுகிறது, இது ஒரு சக்திவாய்ந்த சிகிச்சை விளைவை ஏற்படுத்தக்கூடும்.

அட்வான்ஸ்டு மெட்டீரியல்ஸ் இதழில் சமீபத்தில் வெளியிடப்பட்ட புதுமையான முடிவுகள், விஸ்கான்சின்-மாடிசன் பல்கலைக்கழக விஞ்ஞானிகளுக்கும் வடமேற்கு பல்கலைக்கழகத்தின் நானோ பொருட்கள் பொறியாளர்களுக்கும் இடையிலான ஒத்துழைப்பால் சாத்தியமானது.

அல்சைமர், பார்கின்சன் மற்றும் அமியோட்ரோபிக் லேட்டரல் ஸ்க்லரோசிஸ் (ALS) போன்ற நோய்களின் வளர்ச்சியில் ஈடுபடுவதாக நம்பப்படும் இரண்டு புரதங்களுக்கு இடையிலான தொடர்புகளை மாற்றுவதில் இந்த ஆய்வு கவனம் செலுத்துகிறது.

முதல் புரதம் Nrf2 என்று அழைக்கப்படுகிறது, இது ஒரு குறிப்பிட்ட வகை புரதமாகும், இது டிரான்ஸ்கிரிப்ஷன் காரணி என்று அழைக்கப்படுகிறது, இது உயிரணுக்களுக்குள் மரபணுக்களை இயக்குகிறது மற்றும் அணைக்கிறது.

Nrf2 இன் முக்கியமான செயல்பாடுகளில் ஒன்று அதன் ஆக்ஸிஜனேற்ற விளைவு ஆகும். வெவ்வேறு நோயியல் செயல்முறைகளிலிருந்து வெவ்வேறு நரம்பியக்கடத்தல் நோய்கள் தோன்றினாலும், அவை நியூரான்கள் மற்றும் பிற நரம்பு செல்கள் மீது ஆக்ஸிஜனேற்ற அழுத்தத்தின் நச்சு விளைவால் ஒன்றிணைக்கப்படுகின்றன. Nrf2 மூளை செல்களில் இந்த நச்சு அழுத்தத்தை எதிர்த்துப் போராடுகிறது, நோய்களின் வளர்ச்சியைத் தடுக்க உதவுகிறது.

விஸ்கான்சின்-மாடிசன் பல்கலைக்கழக மருந்தியல் பள்ளியின் பேராசிரியர் ஜெஃப்ரி ஜான்சனும், அதே பள்ளியில் மூத்த ஆராய்ச்சி விஞ்ஞானியுமான அவரது மனைவி டெலிண்டா ஜான்சனும், பல தசாப்தங்களாக நியூரோடிஜெனரேட்டிவ் நோய்களுக்கு சிகிச்சையளிப்பதற்கான ஒரு நம்பிக்கைக்குரிய இலக்காக Nrf2 ஐப் படித்து வருகின்றனர். 2022 ஆம் ஆண்டில், ஜான்சன்ஸ் மற்றும் அவர்களது சகாக்கள் ஒரு குறிப்பிட்ட வகை மூளை செல், ஆஸ்ட்ரோசைட்டுகளில் Nrf2 செயல்பாட்டை அதிகரிப்பது, அல்சைமர் நோயின் எலி மாதிரிகளில் நியூரான்களைப் பாதுகாக்க உதவுகிறது, இதனால் நினைவாற்றல் இழப்பு கணிசமாகக் குறைகிறது என்பதைக் கண்டறிந்தனர்.

முந்தைய ஆராய்ச்சிகள் Nrf2 செயல்பாட்டை அதிகரிப்பது அல்சைமர் நோய்க்கு சிகிச்சையளிப்பதற்கான அடிப்படையாக இருக்கலாம் என்று பரிந்துரைத்திருந்தாலும், விஞ்ஞானிகள் மூளையில் உள்ள புரதத்தை திறம்பட குறிவைப்பதில் சிரமத்தை சந்தித்துள்ளனர்.

"மூளைக்குள் மருந்துகளைப் பெறுவது கடினம், ஆனால் அதிக பக்க விளைவுகள் இல்லாமல் Nrf2 ஐ செயல்படுத்தும் மருந்துகளைக் கண்டுபிடிப்பதும் மிகவும் கடினமாக உள்ளது" என்கிறார் ஜெஃப்ரி ஜான்சன்.

இப்போது ஒரு புதிய நானோ பொருள் வந்துவிட்டது. புரதம் போன்ற பாலிமர் (PLP) என்று அழைக்கப்படும் இந்த செயற்கைப் பொருள், புரதங்களை ஒரு புரதம் போல பிணைக்கும் வகையில் வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளது. இந்த நானோ அளவிலான பிரதிபலிப்பு, வடமேற்கு பல்கலைக்கழகத்தின் வேதியியல் பேராசிரியரும் பல்கலைக்கழகத்தின் சர்வதேச நானோ அறிவியல் நிறுவனத்தின் உறுப்பினருமான நாதன் கியானெஞ்சி தலைமையிலான குழுவால் உருவாக்கப்பட்டது.

பல்வேறு புரதங்களை இலக்காகக் கொண்டு பல PLP-களை கியானெச்சி வடிவமைத்துள்ளார். இந்த குறிப்பிட்ட PLP, Nrf2 மற்றும் Keap1 எனப்படும் மற்றொரு புரதத்திற்கு இடையிலான தொடர்புகளை மாற்ற வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளது. இந்த புரதங்களின் தொடர்பு அல்லது பாதை, பல நிலைமைகளுக்கு சிகிச்சையளிப்பதற்கான நன்கு அறியப்பட்ட இலக்காகும், ஏனெனில் Nrf2 ஆக்ஸிஜனேற்ற அழுத்தத்திற்கு பதிலளிக்கும் போது மற்றும் அதை எதிர்த்துப் போராடும்போது Keap1 கட்டுப்படுத்துகிறது. சாதாரண நிலைமைகளின் கீழ், Keap1 மற்றும் Nrf2 தொடர்புடையவை, ஆனால் அழுத்தப்படும்போது, Keap1 அதன் ஆக்ஸிஜனேற்ற செயல்பாட்டைச் செய்ய Nrf2 ஐ வெளியிடுகிறது.

"புரத தொடர்புகளின் சிகிச்சை இலக்குகளை மையமாகக் கொண்ட ஒரு தொடக்க நிறுவனமான க்ரோவ் பயோஃபார்மாவில் நாதன் மற்றும் அவரது சகாக்கள் ஒரு உரையாடலின் போதுதான், Nrf2 ஐ குறிவைக்கத் திட்டமிட்டுள்ளதாக ராபர்ட்டிடம் தெரிவித்தனர்," என்று ஜான்சன் கூறுகிறார். "மேலும் ராபர்ட், 'நீங்கள் அதைச் செய்யப் போகிறீர்கள் என்றால், நீங்கள் ஜெஃப் ஜான்சனை அழைக்க வேண்டும்' என்று கூறினார்."

விரைவில், ஜான்சனும் கியானெஞ்சியும் விஸ்கான்சின்-மாடிசன் பல்கலைக்கழக ஆய்வகம் கியானெஞ்சியின் நானோ பொருளைச் சோதிக்கத் தேவையான எலி மாதிரிகளின் மூளை செல்களை வழங்குவதற்கான சாத்தியக்கூறு குறித்து விவாதித்தனர்.

பி.எல்.பி அணுகுமுறையில் தனக்குப் பரிச்சயம் இல்லாததாலும், மூளை செல்களில் உள்ள புரதங்களைத் துல்லியமாக இலக்காகக் கொள்வதில் உள்ள பொதுவான சிரமத்தாலும், ஆரம்பத்தில் தனக்கு ஓரளவு சந்தேகம் இருந்ததாக ஜெஃப்ரி ஜான்சன் கூறுகிறார்.

"ஆனால் நாதனின் மாணவர்களில் ஒருவர் இங்கு வந்து எங்கள் செல்களில் அதைப் பயன்படுத்தினார், அது மிகவும் நன்றாக வேலை செய்தது," என்று அவர் கூறுகிறார். "பின்னர் நாங்கள் அதை உண்மையிலேயே ஆராய்ந்தோம்."

இந்த ஆய்வில், கியானெச்சியின் PLP, Keap1 உடன் பிணைப்பதில் மிகவும் பயனுள்ளதாக இருந்தது, Nrf2 ஐ செல் கருக்களில் குவியச் செய்து, அதன் ஆக்ஸிஜனேற்ற செயல்பாட்டை மேம்படுத்தியது. முக்கியமாக, இது Nrf2 செயல்படுத்தும் பிற உத்திகளில் தலையிடும் தேவையற்ற பக்க விளைவுகளை ஏற்படுத்தாமல் அவ்வாறு செய்தது.

இந்த வேலை கலாச்சாரத்தில் உள்ள செல்களில் செய்யப்பட்டிருந்தாலும், ஜான்சனும் கியானெச்சியும் இப்போது நியூரோடிஜெனரேட்டிவ் நோய்களின் எலி மாதிரிகள் குறித்து இதேபோன்ற ஆய்வுகளை நடத்த திட்டமிட்டுள்ளனர், அவர்கள் தொடர எதிர்பார்க்காத ஆராய்ச்சி வரிசை, ஆனால் இப்போது தொடர ஆர்வமாக உள்ளனர்.

"உயிர்ப் பொருட்களைச் செய்வதற்கான நிபுணத்துவம் எங்களிடம் இல்லை," என்கிறார் டெலிண்டா ஜான்சன். "எனவே இதை வடமேற்கிலிருந்து பெற்று, பின்னர் விஸ்கான்சின் பல்கலைக்கழகத்தில் உயிரியல் பக்கத்தை மேலும் மேம்படுத்துவது, இந்த வகையான ஒத்துழைப்புகள் மிகவும் முக்கியமானவை என்பதைக் காட்டுகிறது."