Болезнь Паркинсона, занимающая второе место среди самых распространенных нейродегенеративных заболеваний, характеризуется прогрессирующим нарушением двигательных функций. Ключевым патологическим признаком болезни является аномальное скопление белка α-синуклеина (α-syn) в виде нерастворимых фибрилл и телец Леви. Эти скопления приводят к дегенерации и гибели дофаминергических нейронов в черной субстанции (substantia nigra) среднего мозга, что вызывает типичные моторные расстройства.
На сегодняшний день в лечении болезни Паркинсона применяются различные методы, среди которых наиболее распространенным является глубокая стимуляция мозга (DBS). Этот инвазивный метод подразумевает имплантацию электродов в мозг для прямой электрической стимуляции, что, к сожалению, может вызывать ряд побочных эффектов, таких как когнитивные нарушения, депрессия и тревожность. Неинвазивные методы, такие как транскраниальная стимуляция постоянным током и транскраниальная магнитная стимуляция, ограничены недостаточной глубиной проникновения и пространственным разрешением, что снижает их эффективность.
Прорыв в лечении болезни Паркинсона связан с разработкой инновационной наносистемы ATB NPs, являющейся беспроводным фототермическим методом глубокой стимуляции мозга. Эта разработка, созданная исследовательской группой профессора Чэнь Чуньин в Национальном центре нанонауки и технологий Китайской академии наук (NCNST), нацелена на избирательную стимуляцию термочувствительных рецепторов TRPV1 в дофаминергических нейронах, одновременно разрушая фибриллы α-синуклеина.
В основе ATB NPs лежат три ключевых компонента. Первый – фототермический преобразователь, представленный золотыми нанооболочками (AuNSs). При воздействии импульсного ближнего инфракрасного лазера с длиной волны 808 нм, они преобразуют световую энергию в тепло, активируя рецепторы TRPV1. Второй компонент – нацеливающий модуль, содержащий антитела к TRPV1, обеспечивающие избирательную доставку наночастиц к дофаминергическим нейронам, которые активно экспрессируют эти рецепторы. Третий компонент – модуль деградации, представленный пептидом β-синуклеина, содержащим ближний инфракрасный чувствительный линкер. Этот пептид связывается с гидрофобным доменом α-синуклеина, разрушая фибриллы за счет опосредованной шаперонами аутофагии.
Механизм действия ATB NPs заключается в следующем: после инъекции наночастиц в черную субстанцию, антитела к TRPV1 закрепляют их на дофаминергических нейронах. Затем импульсное лазерное излучение с длиной волны 808 нм нагревает золотые нанооболочки, активируя рецепторы TRPV1. Это, в свою очередь, приводит к притоку ионов Ca2+ и генерации потенциала действия. Параллельно с этим высвобождается пептид β-синуклеина, запускающий механизм разрушения скоплений α-синуклеина через аутофагию, опосредованную шаперонами. В результате, восстанавливается нейронная сеть дофаминергических нейронов, возобновляется высвобождение дофамина, и, как следствие, улучшаются двигательные функции.
Ключевыми преимуществами ATB NPs является использование эндогенных рецепторов TRPV1, что избавляет от необходимости инвазивной имплантации электродов или генетической модификации. Точная пространственно-временная модуляция достигается за счет применения ближнего инфракрасного лазера. Кроме того, исследования показали отличную биосовместимость и безопасность системы.
Эксперименты на мышиной модели болезни Паркинсона, индуцированной фибриллами α-синуклеина, продемонстрировали эффективность ATB NPs. Система восстановила взаимодействие между дофаминергическими нейронами и их способность высвобождать дофамин, что, в свою очередь, привело к улучшению двигательных функций у животных.
Этот прорывной метод глубокой стимуляции мозга, разработанный группой исследователей, под руководством Чэнь Чуньин и опубликованный в Science Advances в 2025 году (DOI: 10.1126/sciadv.), открывает новые перспективы в лечении нейродегенеративных заболеваний. Работа Джунгуанга Ву и его коллег, демонстрирует потенциал нанотехнологий и целенаправленной доставки лекарств в борьбе с болезнью Паркинсона.
Изображение носит иллюстративный характер
На сегодняшний день в лечении болезни Паркинсона применяются различные методы, среди которых наиболее распространенным является глубокая стимуляция мозга (DBS). Этот инвазивный метод подразумевает имплантацию электродов в мозг для прямой электрической стимуляции, что, к сожалению, может вызывать ряд побочных эффектов, таких как когнитивные нарушения, депрессия и тревожность. Неинвазивные методы, такие как транскраниальная стимуляция постоянным током и транскраниальная магнитная стимуляция, ограничены недостаточной глубиной проникновения и пространственным разрешением, что снижает их эффективность.
Прорыв в лечении болезни Паркинсона связан с разработкой инновационной наносистемы ATB NPs, являющейся беспроводным фототермическим методом глубокой стимуляции мозга. Эта разработка, созданная исследовательской группой профессора Чэнь Чуньин в Национальном центре нанонауки и технологий Китайской академии наук (NCNST), нацелена на избирательную стимуляцию термочувствительных рецепторов TRPV1 в дофаминергических нейронах, одновременно разрушая фибриллы α-синуклеина.
В основе ATB NPs лежат три ключевых компонента. Первый – фототермический преобразователь, представленный золотыми нанооболочками (AuNSs). При воздействии импульсного ближнего инфракрасного лазера с длиной волны 808 нм, они преобразуют световую энергию в тепло, активируя рецепторы TRPV1. Второй компонент – нацеливающий модуль, содержащий антитела к TRPV1, обеспечивающие избирательную доставку наночастиц к дофаминергическим нейронам, которые активно экспрессируют эти рецепторы. Третий компонент – модуль деградации, представленный пептидом β-синуклеина, содержащим ближний инфракрасный чувствительный линкер. Этот пептид связывается с гидрофобным доменом α-синуклеина, разрушая фибриллы за счет опосредованной шаперонами аутофагии.
Механизм действия ATB NPs заключается в следующем: после инъекции наночастиц в черную субстанцию, антитела к TRPV1 закрепляют их на дофаминергических нейронах. Затем импульсное лазерное излучение с длиной волны 808 нм нагревает золотые нанооболочки, активируя рецепторы TRPV1. Это, в свою очередь, приводит к притоку ионов Ca2+ и генерации потенциала действия. Параллельно с этим высвобождается пептид β-синуклеина, запускающий механизм разрушения скоплений α-синуклеина через аутофагию, опосредованную шаперонами. В результате, восстанавливается нейронная сеть дофаминергических нейронов, возобновляется высвобождение дофамина, и, как следствие, улучшаются двигательные функции.
Ключевыми преимуществами ATB NPs является использование эндогенных рецепторов TRPV1, что избавляет от необходимости инвазивной имплантации электродов или генетической модификации. Точная пространственно-временная модуляция достигается за счет применения ближнего инфракрасного лазера. Кроме того, исследования показали отличную биосовместимость и безопасность системы.
Эксперименты на мышиной модели болезни Паркинсона, индуцированной фибриллами α-синуклеина, продемонстрировали эффективность ATB NPs. Система восстановила взаимодействие между дофаминергическими нейронами и их способность высвобождать дофамин, что, в свою очередь, привело к улучшению двигательных функций у животных.
Этот прорывной метод глубокой стимуляции мозга, разработанный группой исследователей, под руководством Чэнь Чуньин и опубликованный в Science Advances в 2025 году (DOI: 10.1126/sciadv.), открывает новые перспективы в лечении нейродегенеративных заболеваний. Работа Джунгуанга Ву и его коллег, демонстрирует потенциал нанотехнологий и целенаправленной доставки лекарств в борьбе с болезнью Паркинсона.
