Μια ομάδα ερευνητών από το Πανεπιστήμιο του Έσεξ χρησιμοποίησε τεχνητή νοημοσύνη για να επανασχεδιάσει τμήματα αντισωμάτων, ώστε να μπορούν να λειτουργούν στο εσωτερικό ανθρώπινων κυττάρων. Η προσέγγιση στοχεύει πρωτεΐνες που συνδέονται με το Αλτσχάιμερ, το Πάρκινσον, τη νόσο του Χάντινγκτον και τη νόσο του κινητικού νευρώνα, αλλά βρίσκεται ακόμη σε ερευνητικό στάδιο.
Γιατί τα συνηθισμένα αντισώματα δυσκολεύονται
Τα περισσότερα αντισώματα δρουν έξω από τα κύτταρα. Αυτό περιορίζει τη χρησιμότητά τους σε νευροεκφυλιστικές ασθένειες, όπου σημαντικές διεργασίες και προβληματικές πρωτεΐνες βρίσκονται στο εσωτερικό των νευρώνων.
Οι ερευνητές μετέτρεψαν μικρά τμήματα αντισωμάτων σε «intrabodies», δηλαδή ενδοκυττάρια αντισώματα. Στόχος ήταν να παραμένουν σταθερά μέσα στο κύτταρο και να προσδένονται σε πρωτεΐνες που σχετίζονται με την ασθένεια, αντί να συσσωματώνονται ή να χάνουν τη λειτουργία τους.
Ο ρόλος του ηλεκτρικού φορτίου
Η μελέτη έδειξε ότι το ηλεκτρικό φορτίο αποτελεί κρίσιμο παράγοντα για την επιβίωση των τμημάτων αντισωμάτων στο κυτταρικό περιβάλλον. Με τη βοήθεια λογισμικού για τον σχεδιασμό πρωτεϊνών, η ομάδα τροποποίησε τα μόρια ώστε να αποκτήσουν καταλληλότερο φορτίο και μεγαλύτερη σταθερότητα.
Συνολικά, οι ερευνητές επανασχεδίασαν 672 διαφορετικά αντισώματα. Τα νέα μόρια μπορούσαν να στοχεύσουν πρωτεΐνες που συνδέονται με τις συγκεκριμένες νευροεκφυλιστικές παθήσεις, προσφέροντας καινούργια εργαλεία για τη μελέτη τους μέσα στα ζωντανά κύτταρα.
Από το εργαστήριο στην πιθανή θεραπεία
Η σημασία του ευρήματος είναι κυρίως μεθοδολογική. Αντί να ξεκινά ο σχεδιασμός κάθε μορίου από το μηδέν, οι επιστήμονες μπορούν να αξιοποιήσουν τον μεγάλο αριθμό αντισωμάτων που έχουν ήδη αναπτυχθεί μέσα από δεκαετίες βιοϊατρικής έρευνας.
Αυτό δεν σημαίνει ότι δημιουργήθηκε θεραπεία για το Αλτσχάιμερ ή το Πάρκινσον. Απαιτούνται πρόσθετες μελέτες για να αποδειχθεί ότι τα intrabodies μπορούν να παραχθούν με ασφάλεια στα σωστά κύτταρα, να φτάσουν στον κατάλληλο στόχο και να έχουν θεραπευτικό όφελος σε οργανισμό.
Η έρευνα δημοσιεύθηκε στο Nature Communications και οι επανασχεδιασμένες ενώσεις θα διατεθούν δωρεάν σε άλλους επιστήμονες. Το επόμενο βήμα είναι να φανεί αν ο συνδυασμός αυτής της τεχνολογίας με αναδυόμενες τεχνικές γονιδιακής θεραπείας μπορεί να οδηγήσει σε στοχευμένες παρεμβάσεις μέσα στους νευρώνες.