По словам ученых из Университета Алабамы, соавторов статьи, опубликованной 10 марта в журнале Disease Models, открытие способности антибиотика улучшать функцию клеток в лабораторных тестах дает исследователям двигательных расстройств возможность получить более желательные молекулы с потенциально схожими характеристиками & Механизмы.
"Мы надеемся, что это открытие послужит толчком для проведения надлежащих клинических испытаний для оценки потенциала таких препаратов, как ампициллин, при ранней торсионной дистонии," сказал доктор. Гай Колдуэлл, доцент биологических наук Университета Алабамы.
Дистония, как и болезнь Паркинсона, является двигательным расстройством. В совокупности этот класс болезней поражает миллионы людей во всем мире. У людей с ранней дистонией в ДНК есть одна хорошая копия гена DYT1 и одна проблемная копия. Эти гены содержат информацию для образования белка под названием torsinA.
"Когда белки портятся, они часто вызывают болезни, но они всегда нормально функционируют в наших клетках," Гай Колдуэлл сказал. "Мы искали молекулы – не обязательно, которые обращали бы обратную сторону мутированной формы белка – но вместо этого усиливали нормальную активность белка, тем самым преодолевая дефицит, вызванный мутантом."
Исследователи UA обнаружили, что ампициллин, распространенный антибиотик группы пенициллинов, служит для активации torsinA, который в своей нормальной форме, по-видимому, защищает клетки от стрессов, таких как неправильное свертывание белков – проблема, которая, как известно, влияет на различные двигательные расстройства.
Используя модель нематод на животных, разработанную для оценки активности torsinA, лаборатория UA быстро провела скрининг сотен соединений, чтобы определить те, которые были наиболее эффективны для усиления нормальной защитной функции torsinA.
"После этого мы начали сотрудничать с исследователями из Гарварда и UAB, чтобы подтвердить наши выводы на человеческих клетках пациентов и мышах," сказал доктор. Ким Колдуэлл, доцент биологических наук UA.
"В клетках пациента, страдающего дистонией человека, ампициллин был эффективен и восстановил клетки пациента до нормального функционирования," Ким Колдуэлл сказал. "И препарат восстановил нормальное движение мышей, генетически имитирующих дистонию."
Соавторами исследования под руководством UA были доктора. Ксандра О. Брейкфилд и ее коллеги из Гарварда и Юкинг Ли и его коллеги из Университета Алабамы в Бирмингеме, известного как UAB. Доктор. Сонгсон Цао, бывший докторант лаборатории Колдуэлла, является ведущим автором исследования; два докторанта UA, Александр Дж. Бурдетт и Пан Чен; и одна бывшая студентка UA, Эмбер Кларк Бакли, входят в число соавторов.
Кроме того, исследования показывают, что ампициллин увеличивает способность torsinA защищать на животных моделях нейроны, производящие дофамин, от гибели. Смерть этих нейронов в мозгу человека приводит к характерным симптомам болезни Паркинсона.
В заявлении, сопровождающем статью, исследователи предостерегают от длительного использования антибиотиков при лечении заболеваний.
"Мы взяли ампициллин и использовали его в качестве базовой структуры, чтобы найти вещества, которые работают как ампициллин, но не являются ампициллином," Гай Колдуэлл сказал. "Поиск молекул, не являющихся антибиотиками, но способных активировать торсин А, является постоянным усилием нашей лаборатории, и у нас есть некоторые интересные выводы в этом направлении."
UA подала патенты на использование антибиотиков и других новых химических веществ в качестве активаторов torsinA для лечения дистонии и других заболеваний, включая болезнь Паркинсона. Университет также заключил соглашение о совместных исследованиях и лицензировании с QRxPharma, фармацевтической компанией клинической стадии, для выявления, разработки и коммерческого использования новых препаратов-активаторов torsinA.
Исследовательская программа UA / QRxPharma направлена на реорганизацию существующих лекарственных препаратов для новых клинических применений и выявление новых лекарственных препаратов-кандидатов для использования, включая лечение дистонии, болезни Паркинсона и других неврологических расстройств.
По словам исследователей, проект демонстрирует, как можно использовать системы моделей заболеваний для ускорения разработки генов и лекарств и более быстрого вывода фармацевтических препаратов на стадию клинических испытаний.
По словам Ким Колдуэлл, на то, чтобы принести пациенту лекарство, еще не получившее одобрения FDA, со стадии исследования и разработки, потребуется около 12 лет и 800 миллионов долларов. Оценка потенциала молекул, уже прошедших предварительную проверку на токсичность и одобренных FDA, обеспечивает потенциально более быстрый путь к клиническим испытаниям.
"Мы надеялись избежать больших затрат на оказание фармацевтической помощи пациентам с дистонией," Ким Колдуэлл сказал.