Αποικοδόμηση αμυλοειδών β-πεπτιδίων
που καταλύονται από νατοκινάση in vivo και in vitro
Το αμυλοειδές-β 1-42 (Αβ42) παίζει κεντρικό ρόλο στην παθογένεση της νόσου Alzheimer (AD). Η περιφερική κάθαρση του Αβ42 επηρεάζει σε μεγάλο βαθμό το επίπεδό του στον εγκέφαλο και επηρεάζει την εξέλιξη της AD. Αν και η νατοκινάση (ΝΚ) αποικοδομεί το Αβ40, οι λεπτομέρειες της σύλληψης της ΝΚ διαφόρων ειδών Αβ και της μείωσης των Αβ42/Αβ40 του πλάσματος δεν χαρακτηρίζονται.
Σε αυτή τη μελέτη, η ικανότητα αποικοδόμησης των Αβ42/Αβ40 της ΝΚ διερευνήθηκε χρησιμοποιώντας πέντε μοντέλα ποντικών Aβ και AD. Η C-τερματική περιοχή του Αβ42/Αβ40 (Gly29 έως Val40) απαιτήθηκε κυρίως για τη σύλληψη ΝΚ και η ενσωματωμένη διαμόρφωση στα συσσωματώματα Αβ42/Αβ40 ήταν πιο αποτελεσματικός στόχος για την κατάλυση ΝΚ. Περαιτέρω, τα αιωρούμενα ολιγομερή Αβ42/Αβ40 συλλαμβάνονταν πιο εύκολα από τη ΝΚ από τα αιωρούμενα ινίδια Αβ42/Αβ40, ενώ τα αποτιθέμενα ινίδια Αβ42/Αβ40 στρατολόγησαν περισσότερο ΝΚ από τα εναποτιθέμενα ολιγομερή Αβ42/Αβ40.
Αν και το μεγαλύτερο μέρος της NK πιθανότατα χάθηκε κατά την πρόσληψη και/ή την είσοδο της NK στο αίμα, ένα μικρό κλάσμα NK έδειξε καλή αποτελεσματικότητα αποικοδόμησης του Aβ42/Aβ40 στο πλάσμα μετά την είσοδο στο αίμα λόγω της σταθερότητας του NK στο πλάσμα ποντικών AD για τουλάχιστον 9 ημέρες .
Συνήχθη το συμπέρασμα ότι η από του στόματος χορήγηση ΝΚ είναι μια εφικτή προσέγγιση για την περιφερική κάθαρση των Αβ42/Αβ40. Αυτό σημαίνει ότι το ΝΚ μπορεί να χρησιμεύσει ως αντι-Αβ42 παράγοντας για τη θεραπεία ασθενειών που σχετίζονται με το Αβ42/Αβ40 όπως η AD.
Οι προσδιορισμοί κηλίδος κουκκίδας, στυπώματος Western και HPLC (Εικ. 3) έδειξαν ότι η κατάλυση των συσσωματωμάτων Αβ42/Αβ40 από ΝΚ δημιούργησε υδρόφιλα Ν-τερματικά θραύσματα και υδρόφοβα Ο-τερματικά θραύσματα. Η πρωτεολυτική αποικοδόμηση του συσσωματώματος Αβ42/Αβ40 μπορεί να αντιπροσωπεύει ένα γενικό μοτίβο της ενζυματικής κάθαρσης ή της νευροτοξικότητας in vivo. Γενικά, το καρβοξυτελικό άκρο είναι η περιοχή κλειδί που είναι υπεύθυνη για τη συσσώρευση Αβ42/Αβ40 και η ενσωματωμένη Ν-τελική περιοχή που βασίζεται σε συσσωματώματα Αβ42/Αβ40 είναι η περιοχή πυρήνα που προκαλεί ανεπιθύμητα κυτταρολογικά συμβάντα.
Επομένως, η διάσπαση ΝΚ των αλυσίδων Αβ42/Αβ40 καταστρέφει τη δομική ακεραιότητα των συσσωματωμάτων Αβ42/Αβ40, γεγονός που πιθανώς μειώνει ή εξαλείφει τη νευροτοξικότητα των συσσωματωμάτων Αβ42/Αβ40. Αυτά τα αποικοδομημένα θραύσματα καθίστανται ανενεργά και θα καθαρίζονταν από το ινωδολυτικό σύστημα.
Τα in vitro και in vivo ευρήματά μας έδειξαν ότι η ΝΚ εισήλθε στην κυκλοφορία όταν λαμβάνεται από το στόμα, ήταν ενεργό σε ουδέτερο pH και θερμοκρασία σώματος και δυνητικά καθάριζε τις εναποθέσεις Αβ42/Αβ40 σε διάφορα μέρη του σώματος. Η από του στόματος χορηγούμενη ΝΚ εισήλθε στην κυκλοφορία του αίματος και μείωσε αποτελεσματικά τα επίπεδα Αβ42/Αβ40 στο πλάσμα. Η ΝΚ αποδόμησε τα ινίδια Αβ42/Αβ40 με αργό ρυθμό (Εικ. 4, Εικ. 5) που συσχετίστηκε με προηγούμενη αναφορά [17].
Ωστόσο, η ημερήσια πρόσληψη και/ή η συνεχής κατάλυση ΝΚ μείωσε σταδιακά τα επίπεδα Αβ42/Αβ40 στο αίμα ή διατήρησε χαμηλότερα επίπεδα Αβ42/Αβ40 στο αίμα, τα οποία αναπόφευκτα μετατόπισαν τη δυναμική ισορροπία μεταξύ εγκεφάλου και Αβ42/Αβ40 πλάσματος, μειώνοντας έτσι το φορτίο Αβ42/Αβ40 του εγκεφάλου.
Η φαινομενική ικανότητα της ΝΚ να αποικοδομεί τα συσσωματώματα Αβ42/Αβ40 υποδηλώνει ότι η ΝΚ ήταν πιθανό υποψήφιο φάρμακο για διαταραχές που σχετίζονται με το Αβ42/Αβ40.
Έτσι, η καθημερινή χρήση της ΝΚ θα μπορούσε να είναι μια επιτυχημένη στρατηγική για την πρόληψη ή/και τη θεραπεία της ΝΑ. Συνολικά, τα ευρήματά μας υποδηλώνουν ότι η ΝΚ ήταν ένας εφικτός παράγοντας για την κάθαρση του πλάσματος Αβ42/Αβ40 λόγω της παρατεταμένης κατάλυσής του για την αποικοδόμηση του Αβ42/Αβ40 του πλάσματος που θα μπορούσε να μειώσει το φορτίο του Αβ42/Αβ40 στον εγκέφαλο.
Έτσι, η ΝΚ μπορεί δυνητικά να αναπτυχθεί ως φάρμακο αντι-Αβ42/Αβ40 για την πρόληψη, τη θεραπεία και τη μακροχρόνια φροντίδα της AD. Ωστόσο, απαιτούνται περαιτέρω δοκιμές σε ζώα και κλινικές δοκιμές για να εξεταστεί πλήρως η αποτελεσματικότητα ΝΚ για τη θεραπεία AD.
Η μελέτη:
Aixin Nia, He Lia, Ruya Wanga, Rentong Suna, Yingjiu Zhanga,b,* Degradation of amyloid β-peptides catalyzed by nattokinase in vivo and in vitro. Food Science and Human Wellness. Volume 12, Issue 5, September 2023, Pages 1905-1916