Alzheimerova bolest je bolest nepoznatog uzroka, ali (ne samo liječnicima) vrlo poznatih simptoma i već dobro istraženog mehanizma. Sve počinje od transmembranskog proteina AβPP (amyloid-β precursor protein) koji se nalazi u membrani živčanih stanica u mozgu. Taj se protein, kao svaki protein, na kraju životnog vijeka cijepa na manje polimere aminokiselina, na peptide. U ovom slučaju nastaje više manjih amiloid-beta (Aβ) peptida, sa 39 do 43 aminokiselina vezanih u lanac. Među njima prednjače dva peptida. Prvog, Aβ₄₀ (sa 40 aminokiselinskih ostataka) nastaje najviše. Drugog peptida, Aβ₄₂, nastaje, razumije se, manje, no taj je peptid najvažniji za nastanak Alzheimerove bolesti.

Kada se molekula transmembranskog proteina AβPP pocijepa na manje molekule, Aβ, one se otapaju u likvoru koji ih odnosi od moždanih stanica. I sve bi bilo u redu da se molekule Aβ  kod oboljelih od Alzheimerove bolesti ne udružuju, ne agregiraju. Molekula Aβ₄₂  gradi heksamere, (Aβ₄₂)₆. No tu proces ne staje jer se heksameri udružuju u vlakanca (fibrile) koja se talože na površini moždanih stanica, stvrarajući naslage, plakove.

Da bi se to dogodilo,  molekula Aβ₄₂ se mora „premotati“: neki njezini dijelovi moraju prijeći iz fleksibline konformacije alfa-uzvojnice u krutu konformaciju beta-ploče. Zašto do toga dolazi, i to samo kod oboljelih od Alzheimerove bolesti, ne zna se. Agregacija amiloid-beta peptida vrlo je složen proces, a kako se „premotava“ polipeptidni lanac peptida Aβ₄₂, ili – općenito – zašto i kako peptidni lanac izabire jednu od bilijuna bilijuna mogućih konformacija, pitanja su na koja znanost još nema odgovora. Mnogo ovisi, čini se, o samom proteinu (peptidu), no i o peptidima s kojima se veže.     

Kako bilo da bilo, jedno je sigurno: sve što sprečava molekule Aβ, a posebice molekule Aβ₄₂, da se udružuju može postati lijek protiv Alzheimerove bolesti. Jedan takav mogući lijek nedavno je iskušala ekipa 11 znanstvenika iz Ujedinjenih Arapskih Emirata, Sjedinjenih Država, Estonije i Švedske te  je rezultate svojih istraživanja objavila početkom godine u časopisu Cell Reports Physical Science. Pročitamo li naslov njihova rada, „Designed cell-penetrating peptide inhibitors of amyloid-beta aggregation and cytotoxicity“, vidimo da su napravili peptide koji prodiru u stanice te ne daju peptidima Aβ da se udružuju i truju stanice. 

Ono što leži u temelju njihova rada je povezivanje molekula dvaju peptida osebujnih stojstava. Prva molekula je molekula NCAM1, sa 19 aminokiselinskih ostataka. NCAM1 se lako veže za pepide Aβ₄₀ i Aβ₄₂  jer su u neutralnim otopinama njegove molekule pozitivno nabijene (polikation), dok su molekule peptida Aβ nabijene negativno (polianion). No NCAM1  je, nažalost, hidorofoban pa se stoga slabo otapa u vodi. Problem je riješen tako da je njegova molekula produžena molekulom drugog, također polikationskog peptida, PrP (izvedenog iz prionskih peptida) ili Aβ (izvedenog iz amiloid-beta peptida). Tako su dobiveni peptidi  koji mogu proći kroz krvno-moždinsku barijeru, a potom još i ući u stanice (cell-penetrating peptides, CPPs). Njihove su oznake NCAM1-PrP i NCAM1-Aβ.

Uspjeh nije izostao. Pokusi in vitro („u epruveti“) su pokazali da dodatak CCP otopini peptida Aβ₄₂ sprečava nastajanje njegovih heksamera. Nakon sedam dana moglo se doduše uočiti stvaranje fibrila, no bilo ih je jako malo a bili su usto i dvostruko tanji od fibrila koje su u isto vrijeme i pod istim uvjetima nastale u uzorku bez CCP. Još su uvjerljiviji bili pokusi in vivo, na kulturi mišjih neuroblastomskih stanica. Kada je kulturi stanica dodana otopina proteina Aβ_42, preživjelo je nakon 72 sata – ovisno  o koncentraciji peptida (5 – 10 μmol/L) – samo  43 – 13 % stanica. No kada je dodan peptid NCAM1-PrP u dvostruko nižoj koncentraciji (molarni omjer 2:1), preživjele su praktički sve stanice. Slični su rezultati dobiveni i za NCAM1-Aβ.

I na kraju, što reći? Peptidi koji prodiru u stanice, koje je smislila i napravila međunarodna ekipa znanstvenika, imaju sve preduvjete da postanu lijek protiv Alzheimerove bolesti: lako se podnose (jer peptidi su prirodni sastojci stanica), a nema ni opasnosti da bi se mogli nakupljati u tkivima jer im je, zahvaljujući proteazama – enzimima koji razgrađuju proteine, životni vijek ograničen. Štoviše, smatraju autori, takvi peptidi ne bi mogli postati samo lijek protiv Alzheimerove nego i protiv drugih neurodegenerativnih bolesti (Parkinsonove i  Huntingtonove te prionskih bolesti),  a mogli bi pomoći i u liječenju dijabetesa tipa II. 

Nenad Raos, rođen 1951. u Zagrebu, je kemičar, doktor prirodnih znanosti i znanstveni savjetnik u trajnome zvanju, sada u mirovini. Autor je i koautor više od stotinu znanstvenih i stručnih radova iz područja bioanorganske i teorijske kemije, molekularnog modeliranja te povijesti kemije i komunikacijskih vještina u znanosti. Još od studentskih dana bavi se popularizacijom znanosti.  Sada piše za Čovjek i svemir te  mrežne stranice Zg-magazin i, naravno, BUG online. Sedam je godina bio glavni i tehnički urednik časopisa Priroda,  a danas je urednik rubrike Kemija u nastavi u časopisu Kemija u industriji. Koautor je dva sveučilišna udžbenika i autor 13 znanstveno-popularnih knjiga. Nagrađen je Državnom godišnjom nagradom za promidžbu i popularizaciju znanosti 2003. godine.