Ricerche

Il professor Ricky Wong Man-shing (a sinistra) e la dott.ssa Li Hung-wing.

Gli studiosi di chimica della Hong Kong Baptist University hanno inventato una nuova classe di composti multifunzionali di cianina che possono essere usati per rilevare, scansionare e quindi trattare il morbo di Alzheimer (MA).

Alla scoperta sono stati concessi quattro brevetti statunitensi e un brevetto del governo cinese [ed è avvenuta sugli oramai familiari TAF, Topi di Alzheimer Fortunati]. Il gruppo di ricerca è stato guidato congiuntamente dal professor Ricky Wong Man-shing e dalla professoressa associata Dr. Li Hung-wing con membri del Dipartimento di Chimica della HKBU.

Impiegando composti proprietari, il team

• da un lato ha dimostrato che i composti di cianina applicati su una piattaforma di rilevamento 'nano' possono quantificare tracce di biomarcatori proteici correlati all'MA presenti nei fluidi umani come il liquido cerebrospinale, il siero, la saliva e l'urina; è un test di rilevamento rapido, a basso costo e ultrasensibile;
• dall'altro lato, ha scoperto che i composti fungono anche da agente di scansione per individuare e monitorare in vivo la progressione della malattia e capirne la patogenesi, e che possono anche essere un candidato farmaco per il suo trattamento.

L'MA è la malattia neurodegenerativa più comune, è incurabile e la causa sottostante non è ancora ben compresa. È caratterizzata dalla formazione di placca amiloide nel cervello umano. Per diagnosticare la malattia si usano di solito valutazioni cliniche, test cognitivi e neuro-scansioni (monitoraggio dei cambiamenti strutturali del cervello), ma sono efficaci solo dopo la comparsa dei sintomi. Inoltre, la neuroscansione, come la risonanza magnetica (MRI), richiede l'iniezione nella persona di agenti di contrasto, con possibili rischi per la salute.

All'MA sono legate delle proteine ​​specifiche presenti nel liquido cerebrospinale umano, vale a dire il peptide amiloide-beta (Aβ), la tau e la p-tau. Il test di rilevamento versatile che usa i composti sviluppati dal team, richiede solo una piccola quantità dei fluidi campione (alcuni microlitri) per quantificare in modo affidabile tali proteine. Il test di rilevamento sviluppato dal team è veloce, più economico e più sensibile dei metodi biologici tradizionali disponibili in commercio.

La rilevazione si basa su immuno-interazioni specifiche tra l'antigene bersaglio e l'anticorpo di rilevazione che è immobilizzato sulla superficie delle nanoparticelle magnetiche. L'immuno-assemblaggio a sandwich viene quindi marcato con un composto che accende la cianina, cioè migliora il segnale di fluorescenza, che viene quantificato da un sistema di scansione.

La Dott.ssa Li ha detto: "Questo saggio di recente sviluppo sarà particolarmente utile come strumento diagnostico e prognostico a basso costo, ma accurato, per l'MA. Può anche diventare un nuovo strumento alternativo non invasivo per analizzare l'intera popolazione per la malattia. Questo test scientifico di rilevazione ha un alto potenziale come strumento di diagnosi pratica".

La Dott.ssa Li ha detto che il nuovo approccio è universale e abbastanza generale da essere facilmente modificato ed elaborato ulteriormente, per esempio sostituendo gli anticorpi con altri anticorpi associati alla malattia, acidi nucleici, per una vasta gamma di ricerche biomediche e di diagnostica delle malattie.

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In un altro studio correlato, il team di ricerca ha scoperto che il composto di cianina, che mostra di puntare in modo esclusivo gli oligomeri di peptidi Aβ e il forte potenziamento della fluorescenza al legame, può diventare agente di scansione per individuare e monitorare in vivo la progressione della malattia e capirne la patogenesi.

Gli oligomeri Aβ sono formati da misfolding [errata piegatura] e auto-aggregazione di monomeri di peptidi Aβ, che crescono ulteriormente di dimensioni, dando luogo a fibrille di Aβ e quindi alle placche senili, uno dei tratti patologici dell'MA. Gli studi hanno dimostrato che la forma oligomerica è la specie di Aβ più neurotossica e strettamente associata alla malattia.

Pertanto, è importante rilevare e visualizzare gli oligomeri dei peptidi Aβ più di ogni altro tipo di Aβ. Questo composto è stato applicato con successo per individuare e rappresentare gli oligomeri Aβ nei modelli di topi transgenici di MA giovani in cui la patologia simile alla malattia si è appena sviluppata.

Inoltre, questo composto di nuova concezione mostra un'eccellente permeabilità della barriera emato-encefalica, bassa bio-tossicità, un buon effetto inibitorio per prevenire l'auto-aggregazione dei monomeri Aβ e la formazione di oligomeri tossici, nonché un eccellente effetto di neuro-protezione contro le tossicità indotte dall'Aβ.

Poiché questo composto può sopprimere la formazione di oligomeri neuro-tossici ed esercitare una protezione contro la generazione di specie di ossigeno reattivo e l'aumento di calcio degli ioni di calcio intracellulare, esso ha un grande potenziale terapeutico.

Questa sonda offre un potenziale promettente come agente teranostico utile nella diagnostica e nella terapia in fase iniziale per l'MA. Il team di ricerca sta attualmente studiando l'efficacia in vivo del miglioramento cognitivo nel topo modello di Alzheimer.