Дълго преди да се появят симптомите на невродегенерация, тъканите на мозъка бавно се разрушават под въздействието на множество химически атаки.

Укрепването на нервната ни система срещу такива атаки изисква тайното пренасяне на някакъв вид защита през огромната граница, наречена кръвно-мозъчна бариера.

Една малка частица, направена от съединения, открити в изхвърлените кафеени зърна, може би ще се справи с тази задача.

Изследователи от Тексаския университет в Ел Пасо (UTEP) демонстрираха в лабораторни тестове, че специално създаденият от тях материал е напълно способен да поглъща веществата, които предизвикват дегенерация на нервните клетки, водеща до състояния като деменция и болест на Паркинсон.

"Изключително важно е да се справим с тези заболявания, преди да достигнат клиничен стадий", казва Махеш Нараян, химик от UTEP и първи автор на изследването.

"В този момент вероятно вече е твърде късно. Всички настоящи лечения, които могат да се справят с напредналите симптоми на невродегенеративните заболявания, просто са извън възможностите на повечето хора. Нашата цел е да предложим решение, което може да предотврати повечето случаи на тези състояния на цена, която е поносима за възможно най-много пациенти."

Причините за невродегенерацията са най-различни. Огромно влияние оказват например редица фактори на околната среда, включително различни хербициди и пестициди. Един от известните примери е широко използваният препарат за унищожаване на плевели паракват.

Въпреки многобройните изследвания, които свързват химикала с повишен риск от развитие на болестта на Паркинсон - риск, за който швейцарският производител на параквата твърди, че е знаел още от 60-те години на миналия век - хербицидът все по-често се използва заедно с други за борба с вредителите по културите.

В нервната система спосоността на параквата да катализира образуването на свободни радикали супероксид може да предизвика верига от реакции, които водят до смърт на неврони.

Противодействието на тези свободни радикали чрез използването на антиоксиданти може да наклони везната в полза на нервните клетки. Има само един проблем - кръвно-мозъчната бариера е твърде добра в работата си и не позволява на повечето антиоксиданти, които можем да си набавим с храната, да проникнат дълбоко в мозъка.

Кафеенета киселина е забележително изключение. Това е антиоксидант, който се съдържа във виното, ябълките и, разбира се, в кафето, а откриването му в гръбначно-мозъчната течност предполага, че в определени концентрации може да се промъкне през преградата на нервната ни система.

За да дадат подсилят ефекта от кафеенета киселина и да го подпомогнат в битката му със супероксидите, Нараян и екипът му превръщат съединението в нещо, наречено квантова точка.

Тези малки парченца – с диаметър само няколко нанометра - имат електромагнитни свойства, които позволяват на квантовите ефекти да проличат, а това от своя страна ги прави удобни в технологиите, които разчитат на високо регулируеми оптични изходи.

В този случай изпичането на отпадъците от кафе в карбонови квантови точки с кафеена киселина (CACQD) обогатява електромагнитните връзки в молекулите, наречени sp2-мрежа, което им помага не само да изчистват по-ефективно радикалите, но и потенциално да се промъкват по-лесно през кръвно-мозъчната бариера.

Като анализират физическите характеристики на своите CACQD и провеждат серия от тестове върху човешки клетъчни линии, получени от невробластом, изследователите показват, че тяхното използване на кафеената киселина е ефективно за възпрепятстване на струпването на протеини, обикновено свързани с невродегенерацията.

Разбира се, да знаеш, че едно терапевтично съединение действа в стъклена чиния, не е същото като да демонстрираш успех в човешкото тяло. Но фактът, че CACQD могат да се произвеждат лесно от леснодостъпен отпадъчен материал, само увеличава тяхната привлекателност за учените.

"Въглеродните квантови точки на основата на кафеена киселина имат потенциала да бъдат трансформиращи при лечението на невродегенеративни заболявания", казва ръководителят на изследователския екип, химикът от UTEP Джиотиш Кумар.

"Това е така, защото нито едно от настоящите лечения не преборва заболяванията, а само помага за справяне със симптомите. Нашата цел е да намерим лек, като обърнем внимание на атомните и молекулярните основи, които обуславят тези заболявания."

Изследването е публикувано в Environmental Research.

Източник: Science Alert