O peptidă dezvoltată de oamenii de ştiinţă, livrată prin spray nazal, creşte capacitatea naturală a creierului de a preveni convulsiile şi a proteja neuronii în boala Alzheimer şi epilepsie.
Peptida A1R-CT dezvoltată de oamenii de ştiinţă, care poate fi administrată printr-un spray nazal, promite să reducă activitatea electrică necontrolată care apare frecvent după leziuni cerebrale traumatice, precum un AVC, şi care afectează mai mult de jumătate dintre persoanele cu Alzheimer, spune dr. Qin Wang, neurofarmacolog şi director fondator al Programului pentru descoperirea terapeuticii Alzheimer de la colegiul medical din Georgia, SUA.
Livrarea nazală indică potenţialul acestei peptidei de a deveni un nou medicament pentru prevenirea convulsiilor, pentru că ar putea opri, de exemplu, o serie de convulsii, atunci când crizele invalidante se propagă, spune dr. Wang, autorul corespondent al studiului în jurnalul JCI Insight.
Peptida A1R-CT acţionează prin inhibarea neurabinei, o proteină cu rol în reglarea mecanismului natural de protecţie, menită să tempereze hiperexcitabilitatea neuronilor care perturbă comunicarea normală şi produce convulsii.
Peptida a fost numită după receptorul de adenozină 1 de pe suprafaţa neuronilor, care are rol de protecţie şi este activat de adenozină, o substanţă chimică produsă mai ales în creier de celulele gliale ca răspuns la hiperexcitabilitatea neuronală.
„Este un receptor puternic care poate reduce la tăcere neuronii", explică Wang. Această relaţie naturală, calmantă, blochează activitatea electrică, care poate provoca bătăi neregulate ale inimii. De fapt, o formă injectabilă de adenozină este utilizată pentru a readuce la normal un ritm cardiac foarte ridicat al inimii, spune cercetătorul.
Adenozina este şi un constituent esenţial al ADN-ului uman şi o componentă a trifosfatului de adenozină (ATP), un compus cu rol de combustibil energetic celular.
„Dar şi receptorul A1 trebuie să fie reglat pentru că dacă este activat prea mult, starea de calm prelungit ne adoarme", spune cercetătorul.
„Neuronii încearcă să se asigure că totul e în control şi la majoritatea dintre noi funcţionează destul de bine. Nu adormim la birou. Nu avem convulsii", spune Wang.
Cofeina, de exemplu, blochează receptorul A1, menţionează cercetătoarea.
Boala Alzheimer este adesea însoţită de convulsii, în urma acumulărilor caracteristice de proteine amiloid şi tau din creier, care perturbă comunicarea dintre neuroni, şi creează stres oxidativ crescut şi inflamaţie, iar ca răspuns la dinamica modificată, neuronii pot deveni hiperexcitaţi, comentează cercetătoarea.
„În Alzheimer sunt atât de multe lucruri care merg prost”, spune ea. Convulsiile pot preceda declinul cognitiv şi cu siguranţă pot contribui la boală, spune ea.
Activarea receptorilor A1 de adenozină într-un scenariu hiperactiv i-ar putea transforma într-o potenţială ţintă de tratament împotriva convulsiilor, dar faptul că sunt prezenţi peste tot în corp, inclusiv în inimă, plămâni şi rinichi, poate avea potenţiale efecte secundare extinse.
Faptul că neurabina se află în primul rând în creier, ar putea însemna că modificarea activităţii sale nu ar trebui să aibă un impact la nivelul întregului corp atunci când s-ar încerca modificarea directă a activităţii receptorilor A1, explică Wang.
„Neurabina acţionează ca o frână, deci nu face prea mult. Dar acum trebuie s-o eliminăm pentru a dezlănţui puterea receptorilor A1”, spune cercetătoarea.
Activarea receptorilor A1 reduce starea de excitabilitate a neuronilor prin modularea canalelor ionice (proteinele din membrana celulară care permit trecerea prin celulă a altor proteine), care ajută la generarea semnalelor electrice, până la un nivel de hiperpolarizare, ceea ce înseamnă că neuronul este mai puţin probabil să emită un semnal electric.
„Cu cât neuronii sunt mai polarizaţi, cu atât este mai greu pentru ei să devin hiperexcitabili”, precizează Wang.
Activarea receptorilor A1 scade şi eliberarea de glutamat, un neurotransmitator produs de neuroni care excită neuronii. De asemenea, oferă beneficii suplimentare pentru neuroni furnizând o anumită protecţie împotriva rezervelor inadecvate de oxigen şi sânge, care pot apărea în cazul unei leziuni.
Oamenii de ştiinţă au observat reducerea dramatică a morţii neuronilor în modelul lor Alzheimer, când au utilizat peptida nou dezvoltată.
În acest studiu ei au arătat că inhibarea neurabinei, atunci când au redus-o direct, sau cu ajutorul noii peptide, a permis o acţiune sporită a A1C pentru a reduce activitatea electrică excesivă din creier.
Echipa a dovedit că peptida este eficientă, atunci când este injectată direct în creier sau printr-un spray nazal, în ambele modele de şoarece cu convulsii severe şi într-un model de şoarece cu Alzheimer.
Oamenii de ştiinţă au optat pentru livrarea pe bază de spray nazal pentru a creşte pe deplin beneficiul clinic potenţial al peptidei. Ei au identificat un răspuns similar robust atât în cazul convulsiilor cât şi în modelele cu Alzheimer.
Analizând impactul vizării directe a acestei proteine, echipa a descoperit că şoarecii cu deficit de neurabină au avut convulsii semnificativ mai scurte, mai puţin severe şi toţi au supravieţuit. Cei cu niveluri normale intacte de neurabină au experimentat convulsii care au durat până la 30 de minute şi aproximativ 10% dintre şoareci au murit la scurt timp după aceea. Blocarea receptorului A1 a dus la convulsii mai severe la şoarecii cu deficit de neurabină şi a crescut rata mortalităţii la mai mult de 50%.
Echipa ăşi propune cercetări suplimentare pentru identificarea dozei ideale şi a timpilor de livrare pentru anumite afecţiuni pe care peptida le-ar putea trata.
Echipa ştiinţifică va continua să modifice peptida pentru a se asigura că funcţionează optim şi urmăreşte finanţarea necesară pentru a continua cu studiile clinice.
Crizele epileptice sunt frecvente după o leziune cerebrală traumatică, un AVC, care este considerat o leziune cerebrală dobândită, şi în bolile neurodegenerative cronice, inclusiv Alzheimer.
Până la 64% din cele aproximativ 50 de milioane de persoane care trăiesc cu Alzheimer, la nivel global, suferă convulsii, scriu oamenii de ştiinţă. Pacienţii pot prezenta convulsii tonico-clonice generalizate, care se manifestă prin stări de cădere din picioare, un tremurat puternic al corpului, rigiditate musculară şi pacienţii şi pierderea stării de conştienţă. De asemenea, crizele cu debut focal, care tind să fie mai scurte şi pot include mişcarea repetate ale braţelor sau picioarelor, plescăit din buze şi mestecat.
La aproximativ 40% dintre oameni, convulsiile sunt necontrolate, ceea ce indică o nevoie urgentă de terapii noi, întrucât terapiile actuale tind să fie mai puţin eficiente la persoanele cu Alzheimer, scriu oamenii de ştiinţă. Lăsate netratate, convulsiile pot produce leziuni ale creierului şi tulburări cognitive.
