Newswise — Уровни нейромедиаторов в мозге могут указывать на здоровье мозга и нейродегенеративные заболевания, такие как болезнь Альцгеймера. Однако защитный гематоэнцефалический барьер (ГЭБ) затрудняет доставку флуоресцентных датчиков, которые могут обнаружить эти небольшие молекулы, в мозг. Теперь исследователи в Центральная научная служба ACS продемонстрировать способ упаковки этих датчиков для облегчения прохождения через ГЭБ у мышей, что позволит улучшить визуализацию мозга. При дальнейшем развитии эта технология может помочь улучшить диагностику и лечение болезни Альцгеймера.

Уровни нейромедиаторов обычно снижаются с возрастом, но низкий уровень нейромедиатора аденозинтрифосфата (АТФ) может быть признаком болезни Альцгеймера. Чтобы измерить местоположение и количество АТФ в мозге, исследователи разработали флуоресцентные датчики из фрагментов ДНК, называемых аптамерами, которые загораются, когда связываются с целевой молекулой. Были разработаны методы доставки этих датчиков из кровотока в мозг, но большинство из них содержат синтетические компоненты, которые не могут легко проникнуть через ГЭБ. Чтобы разработать датчики для визуализации головного мозга вживую, И Лу и его коллеги инкапсулировали датчик аптамера АТФ в микроскопические пузырьки, полученные из клеток мозга, называемые экзосомами. Они протестировали новую систему доставки датчиков на лабораторных моделях ГЭБ и на мышиных моделях болезни Альцгеймера.

Лабораторная модель ГЭБ состояла из слоя эндотелиальных клеток поверх раствора, содержащего клетки головного мозга. Нагруженные сенсорами экзосомы исследователей были почти в четыре раза эффективнее, чем традиционные системы доставки сенсоров, при прохождении через эндотелиальный барьер и высвобождении флуоресцентного сенсора в клетки мозга. Это было подтверждено путем измерения наблюдаемого уровня флуоресценции, индуцированной связыванием АТФ. Затем команда Лу ввела мышиным моделям болезни Альцгеймера либо нагруженные сенсорами экзосомы, либо свободно плавающие ненагруженные сенсоры. Измеряя сигналы флуоресценции у мышей, исследователи обнаружили, что свободно плавающие датчики остаются в основном в крови, печени, почках и легких, тогда как датчики, доставленные через экзосомы, накапливаются в мозгу.

В мышиных моделях болезни Альцгеймера датчики, доставленные в экзосомы, определяли расположение и концентрацию АТФ в различных областях мозга. В частности, они наблюдали низкие уровни АТФ в гиппокампе, коре и субикулумных областях мозга, что свидетельствует о заболевании. Исследователи говорят, что их АТФ-реактивные датчики, нагруженные экзосомами, перспективны для неинвазивной визуализации живого мозга и могут быть доработаны для создания датчиков для ряда клинически значимых нейротрансмиттеров.

Авторы признают финансирование со стороны Национальных институтов здравоохранения США (NIH), Фонда Уэлча, программы обучения NIH по взаимодействию химии и биологии в Университете Иллинойса Урбана-Шампейн и стипендии для аспирантов Национального научного фонда.

Тезисы доклада будут доступны 31 июля в 8 часов утра по восточному времени здесь: http://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscentsci.4c00563.

Чтобы узнать больше о последних исследовательских новостях, зарегистрируйтесь на нашу предстоящую встречу ACS осенью 2024 года. Журналистам и сотрудникам по связям с общественностью рекомендуется подать заявку на бесплатную регистрацию для прессы, заполнив эту форму.

###

Американское химическое общество (ACS) — некоммерческая организация, учрежденная Конгрессом США. Миссия ACS состоит в том, чтобы продвигать более широкое химическое предприятие и его специалистов на благо Земли и всех ее жителей. Общество является мировым лидером в продвижении передового опыта в области естественнонаучного образования и обеспечении доступа к информации и исследованиям в области химии посредством многочисленных исследовательских решений, рецензируемых журналов, научных конференций, электронных книг и еженедельных новостных изданий. Новости химической и инженерной промышленности . Журналы ACS являются одними из наиболее цитируемых, пользующихся наибольшим доверием и наиболее читаемых в научной литературе; однако сама ACS не проводит химические исследования. Являясь лидером в области научных информационных решений, ее подразделение CAS сотрудничает с мировыми новаторами, чтобы ускорить прорывы путем сбора, объединения и анализа мировых научных знаний. Главные офисы ACS находятся в Вашингтоне, округ Колумбия, и Колумбусе, штат Огайо.

Чтобы автоматически получать пресс-релизы от Американского химического общества, свяжитесь с [email protected] .

Примечание. ACS не проводит исследования, но публикует и пропагандирует рецензируемые научные исследования.

Подписывайтесь на нас: X, ранее Твиттер | Фейсбук | LinkedIn | Инстаграм