Peneliti di Jepang telah mengembangkan senyawa vitamin K sintetis yang tiga kali lebih efektif daripada versi alami dalam mempromosikan pertumbuhan neuron. Analoga ini, dikombinasikan dengan asam retinoat, dapat menawarkan pengobatan baru untuk penyakit neurodegeneratif seperti Alzheimer. Studi tersebut menyoroti kemampuan mereka untuk melintasi penghalang darah-otak dan mengaktifkan reseptor otak kunci.
Gangguan neurodegeneratif seperti Alzheimer, Parkinson, dan penyakit Huntington menyebabkan kehilangan neuron progresif, yang mengarah pada penurunan memori, gangguan kognitif, dan kesulitan gerakan. Pengobatan saat ini hanya mengelola gejala, yang menekankan kebutuhan akan terapi yang meregenerasi sel otak.
Dalam sebuah studi yang diterbitkan di ACS Chemical Neuroscience, ilmuwan dari Institut Teknologi Shibaura Jepang, yang dipimpin oleh Profesor Associate Yoshihisa Hirota dan Profesor Yoshitomo Suhara, mensintesis 12 analoga hibrida vitamin K. Senyawa ini menghubungkan vitamin K dengan asam retinoat, metabolit vitamin A yang membantu diferensiasi neuronal, bersama dengan rantai samping asam karboksilat atau ester metil.
Analoga tersebut mempertahankan fungsi kedua molekul induk, memengaruhi transkripsi gen melalui reseptor steroid dan xenobiotik (SXR) dan reseptor asam retinoat (RAR). Pengujian pada sel progenitor neural tikus menunjukkan satu hibrida—yang ditunjukkan sebagai Novel VK, menggabungkan asam retinoat dengan rantai samping ester metil—memicu peningkatan tiga kali lipat dalam diferensiasi neuronal dibandingkan dengan kontrol dan mengungguli vitamin K alami. Hal ini diukur dengan peningkatan ekspresi protein terkait mikrotubulus 2 (Map2), penanda pertumbuhan neuron.
Analisis lebih lanjut mengungkapkan bahwa vitamin K mempromosikan diferensiasi melalui reseptor glutamat metabotropik 1 (mGluR1), yang terlibat dalam komunikasi sinaptik. Simulasi struktural mengonfirmasi ikatan yang lebih kuat Novel VK ke mGluR1. Pada sel dan tikus, Novel VK dikonversi secara efisien menjadi menaquinon 4 bioaktif (MK-4), melintasi penghalang darah-otak, dan mencapai tingkat MK-4 otak yang lebih tinggi daripada vitamin K alami, dengan farmakokinetik yang stabil.
Dr. Hirota menjelaskan, "Analoga vitamin K yang baru disintesis menunjukkan potensi sekitar tiga kali lebih besar dalam menginduksi diferensiasi sel progenitor neural menjadi neuron dibandingkan dengan vitamin K alami. Karena kehilangan neuron adalah ciri khas penyakit neurodegeneratif seperti penyakit Alzheimer, analoga ini dapat berfungsi sebagai agen regeneratif yang membantu mengisi ulang neuron yang hilang dan memulihkan fungsi otak."
Pekerjaan ini, didukung oleh dana dari Yayasan Peringatan Mishima Kaiun dan hibah Masyarakat Jepang untuk Promosi Ilmu Pengetahuan, menunjukkan potensi untuk obat-obatan yang memperlambat perkembangan penyakit. Dr. Hirota menambahkan, "Penelitian kami menawarkan pendekatan yang berpotensi berdampak besar untuk mengobati penyakit neurodegeneratif. Obat yang berasal dari vitamin K yang memperlambat perkembangan penyakit Alzheimer atau meningkatkan gejalanya tidak hanya dapat meningkatkan kualitas hidup pasien dan keluarga mereka, tetapi juga secara signifikan mengurangi beban sosial yang semakin meningkat dari pengeluaran perawatan kesehatan dan perawatan jangka panjang."