Arzneimitteldesign: Offener Zugang
Offener Zugang

Abstrakt

Mitochondrienspezifische Antioxidantien und ihre Derivate im Kontext der Arzneimittelentwicklung gegen Neurodegeneration und Krebs

Gjumrakch Aliev, Hector H. Palacios, Pablo Cacabelos und

Neurodegeneration und Krebs entwickeln sich weltweit rasch zu den Hauptursachen für altersbedingte Behinderungen, Demenz und letztendlich Tod. Obwohl oxidativer Stress intensiv untersucht wurde, wurden nur wenige Analysen an mitochondrialen Modellen durchgeführt, die durch chronischen oxidativen Stress induziert werden. In diesem Zusammenhang löst DNA-Überproliferation und/oder -Deletion eine mitochondriale Deregulierung aus, die zu Energiemangel führt, der wiederum mit der Pathogenese der Alzheimer-Krankheit (AD), Tumorwachstum und Metastasierung in Verbindung gebracht wird. In diesem Zusammenhang ist die Abnahme der normalen mitochondrialen Homöostase während der Entwicklung und Reifung der Neurodegeneration, des Tumorwachstums und/oder der Metastasen durch Sauerstoffmangel in Gewebe und Zellen gekennzeichnet, der zu subzellulären Energiedefiziten führt. Außerdem initiiert die Überexpression der Kaskaden die Bildung und große Freisetzungsmengen reaktiver freier Radikale [hauptsächlich Stickstoffmonoxid (NO)
durch Überexpression von NO-Synthasen], die oxidativen Stress, Zellveränderungen und damit einhergehende mitochondriale Schäden und eine Störung der normalen Organfunktionen verursachen. Die vorliegende Studie untersucht den engen Zusammenhang zwischen chronischem oxidativem Stress und mitochondrialen Schäden als lebenswichtige Voraussetzung für Zellen und/oder Mikrozirkulationssysteme, deren Schäden vor der Entwicklung der menschlichen Alzheimer-Krankheit auftreten. Unsere Studie beleuchtet die Auswirkungen der durch chronischen oxidativen Stress bedingten Überproliferation und/oder Deletion mitochondrialer DNA und mitochondrialer Enzymaktivitäten während der Entwicklung der menschlichen Alzheimer-Krankheit. Mitochondriale DNA-Schäden führen auch zu anderen Pathologien, darunter Dickdarmkrebs mit Lebermetastasen und bösartige Hirntumore. Wir gehen davon aus, dass mitochondriale Läsionen, insbesondere mitochondriale DNA-Anomalien, die Zelllebensfähigkeit beeinträchtigen und daher mitochondriale DNA-Schäden als neues Diagnoseinstrument und/oder Kriterium für die Früherkennung von AD und anderen Krankheiten verwendet werden könnten. Eine weitere Ausweitung dieses Ansatzes wird uns nicht nur ein besseres Verständnis der Homöostase der Blut-Hirn-Schranke (BHS) ermöglichen, die höchstwahrscheinlich eine Schlüsselrolle bei der Entwicklung von AD und einigen Krebsarten spielt, sondern auch die Entwicklung neuer und spezifischerer Behandlungsstrategien ermöglichen.