Hur kaffesump kan förebygga Alzheimers, Parkinsons och andra neurodegenerativa sjukdomar

By | November 23, 2023

Forskare vid University of Texas i El Paso har upptäckt att ämnen som utvinns ur använd kaffesump kan erbjuda ett nytt sätt att behandla neurodegenerativa sjukdomar. Deras studie visar att dessa föreningar, Carbon Quantum Dots, kan skydda hjärnceller från skador orsakade av sjukdomar som Alzheimers och Parkinsons, särskilt i deras tidiga skeden.

En banbrytande studie från University of Texas i El Paso avslöjar att föreningar som härrör från kaffesump potentiellt kan förebygga eller behandla neurodegenerativa sjukdomar som t.ex. Neurodegenerativa störningar, inklusive Alzheimers, Parkinsons och Huntingtons, drabbar miljontals människor i USA, och kostnaderna för att ta hand om människor som lever med dessa tillstånd uppgår till hundratals miljarder dollar varje år.

Nu kan forskare vid University of Texas i El Paso ha hittat en lösning i använd kaffesump, ett material som slängs varje dag i hem och företag runt om i världen.

Malet kaffe för att behandla neurodegenerativa sjukdomar

Ett team ledd av Jyotish Kumar, en doktorand vid institutionen för kemi och biokemi, och under ledning av Mahesh Narayan, Ph.D., professor och stipendiat vid Royal Society of Chemistry på samma institution, fann att kaffeFörebyggande av neurodegenerativa sjukdomar CACQD-forskare

Ett team som leds av Jyotish Kumar (höger), en doktorand vid Institutionen för kemi och biokemi vid UTEP, och som leds av Mahesh Narayan, Ph.D. (andra från vänster), professor och medlem av Royal Society of Chemistry på samma avdelning, upptäckte att koffeinsyrabaserade kolkvantprickar (CACQDs), som kan härledas från förbrukad kaffesump, har potential att skydda hjärnceller. av de skador som orsakas av olika neurodegenerativa sjukdomar. I teamet ingår Afroz Karim (till vänster), doktorand vid Institutionen för kemi; och Ummy Habiba Sweety (andra från höger), doktorand på miljövetenskaps- och teknikprogrammet. Kredit: University of Texas i El Paso

“Kaffeinsyrabaserade kolkvantprickar har potential att vara transformativa vid behandling av neurodegenerativa sjukdomar,” sa Kumar. “Detta beror på att ingen av de nuvarande behandlingarna löser sjukdomarna; De hjälper bara till att kontrollera symptomen. “Vårt mål är att hitta ett botemedel genom att ta itu med de atomära och molekylära grunderna som driver dessa tillstånd.”

Neurodegenerativa sjukdomar och deras tidiga stadier

Neurodegenerativa sjukdomar kännetecknas främst av förlust av neuroner eller hjärnceller. De hämmar en persons förmåga att utföra grundläggande funktioner som rörelse och tal, såväl som mer komplicerade uppgifter, inklusive urinblåsa och tarmfunktioner, och kognitiva förmågor.

Störningarna, när de är i ett tidigt skede och orsakas av livsstils- eller miljöfaktorer, delar flera egenskaper. Dessa inkluderar förhöjda nivåer av fria radikaler (skadliga molekyler som är kända för att bidra till andra sjukdomar som cancer, hjärtsjukdomar och synförlust) i hjärnan och aggregering av amyloidbildande proteinfragment som kan leda till plattor eller fibriller. i hjärnan.

Kumar och hans kollegor fann att CACQDs var neuroprotektiva i provrörsexperiment, cellinjer och andra modeller av Parkinsons sjukdom när sjukdomen orsakades av ett bekämpningsmedel som kallas paraquat. Teamet observerade att CACQDs kunde rensa fria radikaler eller förhindra dem från att orsaka skada och hämmade aggregationen av amyloidproteinfragment utan att orsaka några betydande biverkningar.

Förebyggande och behandling i de tidiga stadierna av sjukdomen

Teamet antar att hos människor, i det mycket tidiga stadiet av en sjukdom som Alzheimers eller Parkinsons, kan en CACQD-baserad behandling vara effektiv för att förhindra sjukdomen helt och hållet.

“Det är viktigt att ta itu med dessa störningar innan de når det kliniska stadiet,” sa Narayan. “Vid den punkten är det förmodligen för sent. All nuvarande behandling som kan åtgärda de avancerade symtomen på neurodegenerativ sjukdom är helt enkelt utom räckhåll för de flesta människor. “Vårt mål är att hitta en lösning som kan förhindra de flesta fall av dessa tillstånd till en kostnad som är hanterbar för så många patienter som möjligt.”

Unika egenskaper hos koffeinsyra

Koffeinsyra tillhör en familj av föreningar som kallas polyfenoler, som är växtbaserade föreningar som är kända för sina antioxidanter eller fria radikaler. Koffeinsyra är unik eftersom den kan passera blod-hjärnbarriären och därför kan utöva sina effekter på celler inuti hjärnan, sa Narayan.

Processen som teamet använder för att extrahera CACQD från använd kaffesump anses vara “grön kemi”, vilket betyder att den är miljövänlig. I sitt labb “lagar” teamet malet kaffeprover vid 200 grader i fyra timmar för att omorientera koffeinsyrans kolstruktur och bilda CACQD. Det stora överflödet av kaffesump är det som gör processen ekonomisk och hållbar, sa Narayan.

Pågående forskning och framtidsperspektiv

Forskningen finansierades av ett anslag från

Finansiering: NIH/National Institutes of Health