புரதத்தைப் பிரதிபலிக்கும் நானோ பொருள் நரம்பியக்கடத்தல் நோய்களுக்கு சிகிச்சை அளிக்கும்

புரதங்களின் நடத்தையைப் பிரதிபலிக்கும் ஒரு புதிய நானோ பொருள் அல்சைமர் நோய் மற்றும் பிற நரம்பியக்கடத்தல் நோய்களுக்கு ஒரு சிறந்த சிகிச்சையாக மாறும். இந்த நானோ பொருள் மூளை உயிரணுக்களில் உள்ள இரண்டு முக்கிய புரதங்களுக்கிடையேயான தொடர்புகளை மாற்றுகிறது, இது ஒரு சக்திவாய்ந்த சிகிச்சை விளைவைக் கொண்டிருக்கலாம்.

சமீபத்தில் மேம்பட்ட பொருட்கள் இதழில் வெளியிடப்பட்ட புதுமையான முடிவுகள், விஸ்கான்சின்-மாடிசன் பல்கலைக்கழக விஞ்ஞானிகள் மற்றும் நார்த்வெஸ்டர்ன் பல்கலைக்கழகத்தின் நானோ மெட்டீரியல்ஸ் பொறியாளர்களின் ஒத்துழைப்பின் மூலம் சாத்தியமானது..

அல்சைமர் நோய், பார்கின்சன் நோய் மற்றும் அமியோட்ரோபிக் லேட்டரல் ஸ்களீரோசிஸ் (ALS) போன்ற நோய்களில் ஈடுபடுவதாக நம்பப்படும் இரண்டு புரதங்களுக்கிடையேயான தொடர்புகளை மாற்றுவதில் பணி கவனம் செலுத்துகிறது.

முதல் புரதம் Nrf2 என்று அழைக்கப்படுகிறது, இது ஒரு குறிப்பிட்ட வகை புரதமாகும், இது டிரான்ஸ்கிரிப்ஷன் காரணி என்று அழைக்கப்படுகிறது, இது உயிரணுக்களுக்குள் மரபணுக்களை ஆன் மற்றும் ஆஃப் செய்கிறது.

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

விஸ்கான்சின்-மாடிசன் பார்மசி பல்கலைக்கழகத்தின் பேராசிரியர் ஜெஃப்ரி ஜான்சன், பள்ளியில் மூத்த விஞ்ஞானியான அவரது மனைவி டெலிண்டா ஜான்சனுடன் சேர்ந்து, பல தசாப்தங்களாக நரம்பியக்கடத்தல் நோய்களுக்கு சிகிச்சையளிப்பதற்கான ஒரு நம்பிக்கைக்குரிய இலக்காக Nrf2 ஐப் படித்து வருகின்றனர். 2022 ஆம் ஆண்டில், ஜான்சன்களும் அவர்களது சகாக்களும் குறிப்பிட்ட வகை மூளை உயிரணுக்களில் Nrf2 செயல்பாட்டை அதிகரிப்பது, Alzheimer's இன் மவுஸ் மாதிரிகளில் நியூரான்களைப் பாதுகாக்க உதவுகிறது என்பதைக் கண்டறிந்தனர், இதன் விளைவாக குறிப்பிடத்தக்க அளவு குறைகிறது. நினைவாற்றல் இழப்பு.

அல்சைமர் நோய்க்கு சிகிச்சையளிப்பதற்கு Nrf2 செயல்பாட்டை அதிகரிப்பது அடிப்படையாக இருக்கலாம் என்று முந்தைய ஆராய்ச்சி பரிந்துரைத்தாலும், மூளையில் உள்ள இந்த புரதத்தை திறம்பட குறிவைப்பதில் விஞ்ஞானிகள் சிரமப்பட்டனர்.

"மூளைக்குள் மருந்துகளைப் பெறுவது கடினம், ஆனால் அதிக பக்கவிளைவுகள் இல்லாமல் Nrf2 ஐச் செயல்படுத்தும் மருந்துகளைக் கண்டுபிடிப்பதும் மிகவும் கடினம்" என்கிறார் ஜெஃப்ரி ஜான்சன்.

இப்போது ஒரு புதிய நானோ பொருள் தோன்றியுள்ளது. புரதம் போன்ற பாலிமர் (PLP) என அறியப்படும், இந்த செயற்கைப் பொருள் புரதங்களுடன் பிணைக்க வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளது. இந்த நானோ அளவிலான சிமுலேட்டரை வடமேற்கு பல்கலைக்கழகத்தைச் சேர்ந்த வேதியியல் பேராசிரியர் நாதன் கியானெக்ஷி தலைமையிலான குழுவும் பல்கலைக்கழகத்தின் சர்வதேச நானோ தொழில்நுட்பக் கழகத்தின் உறுப்பினரும் உருவாக்கினர்.

Giannecchi பல்வேறு புரதங்களைக் குறிவைக்க பல PLPகளை வடிவமைத்துள்ளார். இந்த குறிப்பிட்ட PLP ஆனது Nrf2 மற்றும் Keap1 எனப்படும் மற்றொரு புரதத்திற்கு இடையிலான தொடர்புகளை மாற்றும் வகையில் கட்டமைக்கப்பட்டுள்ளது. இந்த புரதங்களின் தொடர்பு, அல்லது பாதை, பல நிலைமைகளுக்கு சிகிச்சையளிப்பதற்கான நன்கு அறியப்பட்ட இலக்காகும், ஏனெனில் Nrf2 ஆக்ஸிஜனேற்ற அழுத்தத்திற்கு பதிலளிக்கும் போது மற்றும் எதிர்த்துப் போராடும் போது Keap1 கட்டுப்படுத்துகிறது. சாதாரண நிலைமைகளின் கீழ், Keap1 மற்றும் Nrf2 பிணைக்கப்பட்டுள்ளன, ஆனால் அழுத்தத்தின் போது, Keap1 அதன் ஆக்ஸிஜனேற்ற செயல்பாட்டைச் செய்ய Nrf2 ஐ வெளியிடுகிறது.

“உரையாடலின் போதுதான், க்ரோவ் பயோஃபார்மாவில் உள்ள நாதனும் அவரது சகாக்களும், புரோட்டீன் தொடர்புகளை சிகிச்சை முறையில் குறிவைப்பதில் கவனம் செலுத்தினர், ராபர்ட்டிடம் அவர்கள் Nrf2 ஐ குறிவைக்க திட்டமிட்டுள்ளதாகக் குறிப்பிட்டனர்,” என்று ஜான்சன் கூறுகிறார். "மற்றும் ராபர்ட் கூறினார், 'நீங்கள் இதைச் செய்யப் போகிறீர்கள் என்றால், நீங்கள் ஜெஃப் ஜான்சனை அழைக்க விரும்பலாம்."

விரைவில், ஜான்சன்ஸ் மற்றும் கியானெஞ்சி ஆகியோர் விஸ்கான்சின்-மாடிசன் பல்கலைக்கழக ஆய்வகத்திற்கு ஜியானெஞ்சியின் நானோ பொருளைச் சோதிக்கத் தேவையான சுட்டி மாதிரி மூளை செல்களை வழங்குவதற்கான சாத்தியக்கூறுகள் குறித்து விவாதித்தனர்.

ஜெஃப்ரி ஜான்சன் கூறுகையில், PLP அணுகுமுறையில் தனக்கு அறிமுகமில்லாத தன்மை மற்றும் மூளை செல்களில் உள்ள புரதங்களைத் துல்லியமாகக் குறிவைப்பதில் உள்ள பொதுவான சிரமம் ஆகியவற்றின் அடிப்படையில், ஆரம்பத்தில் அவர் PLP அணுகுமுறையில் சற்று சந்தேகம் கொண்டிருந்தார்.

"ஆனால் பின்னர் நாதனின் மாணவர் ஒருவர் இங்கு வந்து எங்கள் செல்களில் பயன்படுத்தினார், மேலும், அது நன்றாக வேலை செய்தது," என்று அவர் கூறுகிறார். "பின்னர் நாங்கள் உண்மையில் அதை தோண்டி எடுத்தோம்."

ஜியானெஞ்சியின் PLP ஆனது Keap1 உடன் பிணைப்பதில் மிகவும் பயனுள்ளதாக இருந்தது என்று ஆய்வில் கண்டறியப்பட்டது, இது Nrf2 ஐ செல் கருக்களில் குவித்து, அதன் ஆக்ஸிஜனேற்ற செயல்பாட்டை மேம்படுத்துகிறது. முக்கியமாக, இது மற்ற Nrf2 செயல்படுத்தும் உத்திகளை பாதித்த தேவையற்ற பக்க விளைவுகளை ஏற்படுத்தாமல் செய்தது.

கலாச்சாரத்தில் உள்ள உயிரணுக்களில் இந்த வேலை செய்யப்பட்டாலும், ஜான்சன் மற்றும் கியானெஞ்சி இப்போது நியூரோடிஜெனரேட்டிவ் நோய்களின் சுட்டி மாதிரிகளில் இதேபோன்ற ஆய்வுகளைச் செய்ய திட்டமிட்டுள்ளனர், இது அவர்கள் எதிர்பார்க்காத ஆராய்ச்சியின் ஒரு வழி, ஆனால் இப்போது தொடர உற்சாகமாக உள்ளது.

“பயோ மெட்டீரியல்களில் எங்களுக்குப் பின்னணி இல்லை,” என்கிறார் டெலிண்டா ஜான்சன். "எனவே வடமேற்கிலிருந்து இதைப் பெற்று, விஸ்கான்சின் பல்கலைக்கழகத்தில் உயிரியல் பக்கத்தை மேலும் மேம்படுத்துவது, இந்த வகையான ஒத்துழைப்புகள் மிகவும் முக்கியமானவை என்பதைக் காட்டுகிறது."