Większość metod terapeutycznych modyfikujących przebieg choroby Alzheimera (AD) ma na celu zmniejszenie akumulacji neurotoksycznych peptydów amyloidu-beta (Abeta) jako cechą charakterystyczną patogenezy AD. Tutaj przedstawiamy podstawy in vitro dla potencjalnej autologiczna strategia oparta na komórkach macierzystych do powszechnego dostarczania enzymatycznej aktywności przeciwko tworzeniu Abeta w mózgu. Wykryliśmy funkcjonalną dwóch genów po konwersji neuroektodermalnej ludzkich dorosłych mezenchymalnych komórek macierzystych (ang. mezenchymalnych komórek macierzystych (MSC), a mianowicie F-spondyny i neprylizyny (CD10), z 4,992 + lub - 697-krotny i 692 + lub - 226-krotny wzrost poziomów mRNA w przekształconych komórkach w porównaniu do w porównaniu do MSC (n = 3; P < 0,01). Geny te są znane z tego, że biorą udział w tworzeniu i degradacji peptydów Abeta, odpowiednio. Konsekwentnie, koinkubacja przekształconych neuroektodermalnie MSCs z komórkami HEK-293 stabilnie wyrażającymi białko prekursorowe amyloidu (APP) prowadziło do znacznego, zależnego od dawki komórek, zmniejszenia ilości peptydów Abeta. Te wyniki in vitro wskazują, że MSC mogą być użytecznymi nośnikami do dostarczania aktywności anty-Abeta przedstawiając podejście terapeutyczne oparte na komórkach macierzystych w leczeniu choroby Alzheimera. --- Degradacja enzymatyczna przyczynia się do kontroli wewnątrzmózgowego poziomu peptydu amyloidu-β (Aβ) poziomów peptydów. Poprzednie badania wykazały potencjał terapeutyczny neprylizyny (NEP) w mysich modelach choroby Alzheimera (AD). choroby Alzheimera (AD). Jednak kliniczne przełożenie terapii genowej NEP jest ograniczone względami etycznymi i praktycznymi. W tym badaniu oceniliśmy potencjał dostarczania wzmocnionego konwekcją (CED) jako sposobu na podniesienie wewnątrzmózgowego poziomu i aktywności NEP oraz degradacji endogennego Aβ. Przeanalizowaliśmy śródmiąższową i okołonaczyniową dystrybucję NEP po CED do prążkowia szczura prążkowia szczura. Zmierzyliśmy poziom białka NEP, klirens, aktywność i toksyczność metodą ELISA dla NEP i synaptofizyny, test aktywności specyficzny dla NEP oraz immunohistochemii dla NEP, NeuN, kwaśnego białka fibrylarnego gleju i Iba1. My następnie przeprowadziliśmy CED NEP u szczurów w normalnym wieku i zmierzyliśmy endogenne Aβ za pomocą testu ELISA. CED spowodowało powszechną dystrybucję NEP i 20-krotne podwyższenie poziomu białka podniesienie poziomu białka NEP z zachowaniem aktywności enzymu i bez dowodów toksyczności. CED u normalnych, starzejących się szczurów spowodował znaczne zmniejszenie endogennego Aβ(40) (p = 0,04), pomimo szybkiego klirensu NEP z mózgu (okres półtrwania ~3 h). mózgu (okres półtrwania ~3 h). CED NEP ma potencjał terapeutyczny jako dynamicznie kontrolowana strategia terapeutyczna Aβ(40)-degradująca AD. Dalsze badania są wymagane do określenia długoterminowego wpływu na Aβ (w tym Aβ(42)) i na funkcje poznawcze. --- Choroba Alzheimera (AD) charakteryzuje się nagromadzeniem peptydu β-amyloidowego (Aβ) w mózgu z powodu braku równowagi między produkcją Aβ a produkcją Aβ. (Aβ) w mózgu z powodu braku równowagi między produkcją Aβ a klirensem klirensem. Neprylizyna (NEP) jest najważniejszym enzymem rozkładającym Aβ w mózgu. mózgu. Dlatego naukowcy badali dostarczanie genów NEP za pośrednictwem wirusów. Jednak takie strategie mogą wiązać się z nieoczekiwanym ryzykiem, a zatem badanie wymagana jest również nowa możliwość dostarczania NEP. Tutaj pokazujemy, że ludzka mezenchymalne komórki macierzyste pochodzące z tkanki tłuszczowej (ADSC) wydzielają egzosomy niosące enzymatycznie aktywny NEP. enzymatycznie aktywny NEP. Poziom aktywności specyficznej dla NEP w 1 μg białka z egzosomów pochodzących z ADSC był równoważny aktywności ~ 0,3 ng rekombinowanego ludzkiego NEP. Warto zauważyć, że egzosomy pochodzące z ADSC zostały przeniesione do komórek N2a i były zasugerowano zmniejszenie zarówno wydzielanych, jak i wewnątrzkomórkowych poziomów Aβ w komórkach N2a w komórkach N2a. Co ważne, cechy te były bardziej wyraźne w ADSC niż mezenchymalne komórki macierzyste pochodzące ze szpiku kostnego, co sugeruje znaczenie terapeutyczne terapeutyczne znaczenie egzosomów pochodzących z ADSC. --- Akumulacja peptydu amyloidu-β (Aβ) w mózgu jest ściśle związana z pogorszeniem funkcji poznawczych w chorobie Alzheimera (AD). pogorszeniem funkcji poznawczych w chorobie Alzheimera (AD). Stereotaktyczny wlew wektorów wirusowych kodujących neprylizynę do hipokampa wykazano, że Aβ u myszy z modelem AD, ale bardziej wydajne i globalne dostarczanie jest niezbędne do leczenia szeroko rozpowszechnionego obciążenia w AD. Tutaj opracowaliśmy wektor wirusa adenowirusowego (AAV) zdolny do dostarczania genów neuronalnych ekspresję genów neuronalnych w całym mózgu po podaniu obwodowym. Pojedyncze wewnątrzsercowe podanie wektora niosącego gen neprylizyny u myszy z modelem AD podwyższyło aktywność neprylizyny w mózgu i zmniejszyło oligomery Aβ oligomery, przy jednoczesnym złagodzeniu nieprawidłowego uczenia się i funkcji pamięci i poprawę obciążenia amyloidem. Egzogenna neprylizyna była zlokalizowana głównie w endosomach, tym samym skutecznie wykluczając oligomery Aβ z mózgu. TRANSFER GENÓW ZA POŚREDNICTWEM WEKTORA AAV może stanowić strategię terapeutyczną dla chorób neurodegeneracyjnych, w których neurodegeneracyjnych, w których konieczna jest globalna transdukcja genu terapeutycznego do mózgu. mózgu. --- TŁO: Zrozumienie mechanizmów produkcji i usuwania białka amyloidu-beta (Abeta) produkcja i klirens w mózgu ma zasadnicze znaczenie dla wyjaśnienia etiologii choroby Alzheimera (AD). Przewlekłe obniżanie poziomu Abeta w mózgu jest pojawiającym się podejściem terapeutycznym dla AD, ale żadne takie środki modyfikujące chorobę nie uzyskały walidacji klinicznej. Niektóre proteazy są odpowiedzialne za katabolizm mózgowej Abety in vivo, a niektóre dowody eksperymentalne sugerują, że mogą być wykorzystywane jako narzędzia terapeutyczne do obniżania poziomu Abeta w AD. Celem tego badania było ustalenie, czy zwiększenie klirensu Abeta w mózgu poprzez dostarczenie ex vivo genu proteazy degradującej Abetę może zmniejszyć obciążenie blaszek amyloidowych. amyloidu. METODY I WYNIKI: Wygenerowaliśmy wydzielaną formę proteazy degradującej Abeta proteazy neprylizyny, która znacznie obniża poziomy naturalnie wydzielanej Abeta w hodowli komórkowej. Następnie zastosowaliśmy metodę dostarczania genów ex vivo z wykorzystaniem pierwotnych fibroblastów, aby wprowadzić tę rozpuszczalną proteazę do mózgów beta-amyloidowego białka prekursorowego (APP) transgenicznych myszy z zaawansowaną płytką nazębną odkładaniem. Badanie mózgu po implantacji komórek wykazało silny klirens blaszek miażdżycowych w miejscu wszczepienia (redukcja o 72%, p = 0,0269), jak również znaczące zmniejszenie obciążenia blaszkami zarówno w przyśrodkowym, jak i bocznym hipokampie hipokampie dystalnie do miejsca implantacji (34% redukcja, p = 0,0020; i 55% redukcja, p = 0,0081, odpowiednio). WNIOSKI: Dostarczanie genów ex vivo proteazy degradującej Abeta zmniejsza amyloidu u transgenicznych myszy wyrażających ludzki APP. Wyniki te wspierają stosowanie proteaz degradujących Abetę jako środka terapeutycznie niższego poziomy Abeta i zachęcają do dalszego badania dostarczania genów ex vivo w celu leczenia choroby Alzheimera. --- Choroba Alzheimera (AD), nieuleczalne, postępujące zaburzenie neurodegeneracyjne, jest najczęstszą formą demencji. Opcje terapeutyczne były nieuchwytne z powodu z powodu niezdolności do dostarczania białek przez barierę krew-mózg (BBB). W celu Aby zwiększyć potencjał terapeutyczny AD, wykorzystaliśmy nowe, obiecujące podejście do dostarczania białek przez barierę krew-mózg (BBB). podejście do dostarczania białek przez BBB. Wygenerowaliśmy wektor lentiwirusowy wyrażający enzym degradujący amyloid β, neprylizynę, połączony z domeną transportową ApoB i dostarczyliśmy go przez wstrzyknięcie dootrzewnowe do prekursora białka amyloidu (APP) transgenicznemu modelowi AD. Leczone myszy miały obniżone poziomy Aβ, zmniejszone blaszki miażdżycowe i zwiększoną gęstość synaptyczną w OUN. Ponadto, myszy leczone neprylizyną celującą w OUN miały odwrócenie deficytów pamięci. pamięci. Tak więc, dodanie domeny transportowej ApoB do wydzielanej do wydzielanej neprylizyny stworzyło nieinwazyjne podejście terapeutyczne, które może być potencjalnym potencjalnym sposobem leczenia pacjentów z AD.
Białko neprylizyna ma pozytywny wpływ na chorobę Alzheimera, w jaki sposób może być dostarczane do mózgu?
Białko neprylizyny może być dostarczane do mózgu (przekraczając barierę krew-mózg) poprzez: transfer genów, transgenezę, indukcję genów, terapię genową ex vivo, wewnątrzsercowe (obwodowe) podawanie wirusowego konstruktu neprylizyny, urządzenie ultradźwiękowe skoncentrowane na strzykawce, dostarczanie wspomagane konwekcją oraz wykorzystanie ludzkich mezenchymalnych komórek macierzystych pochodzących z tkanki tłuszczowej, które wydzielają funkcjonalne egzosomy związane z neprylizyną.