Cercetătorii au descoperit o peptidă care poate proteja neuronii și reduce convulsiile în Alzheimer și epilepsie  

august 18 13:24 2022

Articol scris de:

Beatrice Popa

Timp citire articol: 6 minut(e)

O peptidă dezvoltată de oamenii de știință, livrată prin spray nazal, crește capacitatea naturală a creierului de a preveni convulsiile și a proteja neuronii în boala Alzheimer și epilepsie.

Peptida A1R-CT dezvoltată de oamenii de știință, care poate fi administrată printr-un spray nazal, promite să reducă activitatea electrică necontrolată care apare frecvent după leziuni cerebrale traumatice, precum un AVC, și care afectează mai mult de jumătate dintre persoanele cu Alzheimer, spune dr. Qin Wang, neurofarmacolog și director fondator al Programului pentru descoperirea terapeuticii Alzheimer de la colegiul medical din Georgia, SUA.

Livrarea nazală indică potențialul 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 acționează prin inhibarea neurabinei, o proteină cu rol în reglarea mecanismului natural de protecție, menită să tempereze hiperexcitabilitatea neuronilor care perturbă comunicarea normală și produce convulsii.

Peptida a fost numită după receptorul de adenozină 1 de pe suprafața neuronilor, care are rol de protecție și este activat de adenozină, o substanță 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 relație 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 și un constituent esențial al ADN-ului uman și o componentă a trifosfatului de adenozină (ATP), un compus cu rol de combustibil energetic celular.

„Dar și 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 și la majoritatea dintre noi funcționează destul de bine. Nu adormim la birou. Nu avem convulsii”, spune Wang.

Cofeina, de exemplu, blochează receptorul A1, menționează cercetătoarea.

Boala Alzheimer este adesea însoțită de convulsii, în urma acumulărilor caracteristice de proteine amiloid și tau din creier, care perturbă comunicarea dintre neuroni, și creează stres oxidativ crescut și inflamație, iar ca răspuns la dinamica modificată, neuronii pot deveni hiperexcitați, comentează cercetătoarea.

„În Alzheimer sunt atât de multe lucruri care merg prost”, spune ea. Convulsiile pot preceda declinul cognitiv și cu siguranță pot contribui la boală, spune ea.

Activarea receptorilor A1 de adenozină într-un scenariu hiperactiv i-ar putea transforma într-o potențială țintă de tratament împotriva convulsiilor, dar faptul că sunt prezenți peste tot în corp, inclusiv în inimă, plămâni și rinichi, poate avea potențiale efecte secundare extinse.

Faptul că neurabina se află în primul rând în creier, ar putea însemna că modificarea activității sale nu ar trebui să aibă un impact la nivelul întregului corp atunci când s-ar încerca modificarea directă a activității receptorilor A1, explică Wang.

„Neurabina acționează ca o frână, deci nu face prea mult. Dar acum trebuie s-o eliminăm pentru a dezlănțui 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 puțin probabil să emită un semnal electric.

„Cu cât neuronii sunt mai polarizați, cu atât este mai greu pentru ei să devin hiperexcitabili”, precizează Wang.

Activarea receptorilor A1 scade și eliberarea de glutamat, un neurotransmitator produs de neuroni care excită neuronii. De asemenea, oferă beneficii suplimentare pentru neuroni furnizând o anumită protecție împotriva rezervelor inadecvate de oxigen și sânge, care pot apărea în cazul unei leziuni.

Oamenii de știință au observat reducerea dramatică a morții 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 acțiune 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 șoarece cu convulsii severe și într-un model de șoarece cu Alzheimer.

Oamenii de știință au optat pentru livrarea pe bază de spray nazal pentru a crește pe deplin beneficiul clinic potențial al peptidei. Ei au identificat un răspuns similar robust atât în cazul convulsiilor cât și în modelele cu Alzheimer.

Analizând impactul vizării directe a acestei proteine, echipa a descoperit că șoarecii cu deficit de neurabină au avut convulsii semnificativ mai scurte, mai puțin severe și toți au supraviețuit. Cei cu niveluri normale intacte de neurabină au experimentat convulsii care au durat până la 30 de minute și aproximativ 10% dintre șoareci au murit la scurt timp după aceea. Blocarea receptorului A1 a dus la convulsii mai severe la șoarecii cu deficit de neurabină și a crescut rata mortalității la mai mult de 50%.

Echipa ăși propune cercetări suplimentare pentru identificarea dozei ideale și a timpilor de livrare pentru anumite afecțiuni pe care peptida le-ar putea trata.

Echipa științifică va continua să modifice peptida pentru a se asigura că funcționează optim și urmărește finanțarea 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, și 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 știință. Pacienții pot prezenta convulsii tonico-clonice generalizate, care se manifestă prin stări de cădere din picioare, un tremurat puternic al corpului, rigiditate musculară și pacienții și pierderea stării de conștiență. De asemenea, crizele cu debut focal, care tind să fie mai scurte și pot include mișcarea repetate ale brațelor sau picioarelor, plescăit din buze și 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 puțin eficiente la persoanele cu Alzheimer, scriu oamenii de știință. Lăsate netratate, convulsiile pot produce leziuni ale creierului și tulburări cognitive.