Illustration av mikroglia-inducerad AD-mikromiljö och mekanismer för att reglera metabolismen av mikroglia genom att aktivera mitofagi. Kredit:Yu Yin
Alzheimers sjukdom (AD) är en komplex neurodegenerativ sjukdom som leder till smygande försämring av hjärnans funktioner. Nuvarande behandlingar för AD som fokuserar på hämning av amyloid beta (Aβ) aggregation visade inte effektivitet hos personer med AD-symtom.
Strategier som synergistiskt utövar neuroskydd och lindring av oxidativ stress kan vara ett lovande tillvägagångssätt för att korrigera den patologiska hjärnans mikromiljö.
Nu har en forskargrupp ledd av Dr. Yu Yin från Shenzhen Institute of Advanced Technology (SIAT) vid den kinesiska vetenskapsakademin utvecklat blod-hjärnbarriär-permeabla nanopartiklar för AD-behandling baserat på selektiv mitofagi av mikroglia genom restaurering av mitokondrie fungera.
Relaterade resultat publicerades i Biomaterials den 12 augusti.
"Hybrid-nanopartikelplattformen möjliggör hög blod-hjärnbarriärtransporteffektivitet och avlägsnande av intracellulära reaktiva syrearter", säger Dr Yu.
Forskarna uppnådde detta genom att införliva Angiopep-2 (ANG-2)-modifierad poly (amidoamin) (PAMAM) med preussiska blå (PB) nanopartiklar för att öka blod-hjärnbarriärens transporteffektivitet och cirkulationslivslängden för PB med antagandet att hybriden nanopartiklar skulle synergistiskt avlägsna de intracellulära reaktiva syrearterna och modulera mikroglia för att behandla AD. De preparerade hybridnanopartiklarna kallas PPA-nanopartiklar.
Genom att specifikt märka biomarkören för autofagi, bekräftade teamet att den synergistiska effekten av PPA-nanopartiklar för normalisering av mikromiljön främst berodde på att de kunde reglera metabolismen av mikroglia genom att aktivera mitofagi.
Resultaten visade också att genom att undertrycka hyperaktiva mikroglia minskade även Aβ-avsättningen i hjärnvävnaden avsevärt. Eftersom neuroinflammation, oxidativ skada och Aβ-deposition är viktiga promotorer för neuronal skada vid AD, bidrar förbättringen av mikromiljön i hjärnvävnaden direkt till hämningen av neuronal skada och förbättringen av minnesfunktionen hos möss med AD.
"Såvitt vi vet är detta den första rapporten som visar PB:s neuroprotektiva egenskaper och återställande av mitokondriell funktion hos mikroglia för AD-behandling", säger Dr Yu.
Aktiveringen av mikroglia anses vara en viktig skeptiker till den skyldige till AD. De nya rönen har visat att PPA-nanopartiklar kan vända den patologiska aktiveringen av mikroglia.
"Våra resultat tyder på att denna hybrid nanopartikelplattform kan bli lovande neuroprotektiva medel för behandling av AD genom att inducera autofagi av mikroglia och korrigering av hjärnans mikromiljö", säger Dr Zhong Gang, huvudförfattare till studien. + Utforska vidare
