Bi lahko ta novoodkrita beljakovina pomagala pri zdravljenju Parkinsonove bolezni?
Raziskovalci so našli beljakovine, ki bi lahko pomagale zmanjšati agregacijo strupenih beljakovin v možganih - značilnost Parkinsonove bolezni. Toda ali njihovo odkritje prinaša sveže upanje ali zgolj "lepilni pas?"
Nacionalni inštitut za zdravje ocenjuje, da v ZDA vsako leto približno 50.000 ljudi dobi diagnozo Parkinsonove bolezni.
Za to razširjeno bolezen so med drugimi simptomi značilni tresenje, počasnost gibanja ter moteno ravnotežje in koordinacija.
Vendar njeni vzroki ostajajo neznani, zdravljenje pa je usmerjeno le na simptome, kar posameznikom pomaga, da to stanje obvladajo čim bolje.
V možganih je za Parkinsonovo značilnost zmedeno - agregacija alfa-sinukleina, beljakovine, ki postane strupena in moti živčne poti, ko se drži v velikih količinah.
To se zgodi, kadar se alfa-sinuklein napačno zloži, torej ko se zloži v nepravilno obliko, ki mu ne omogoča pravilnega delovanja, kar lahko povzroči ali olajša bolezen.
Alfa-sinuklein je običajno prisoten na visoki ravni v možganih, v manjših količinah pa je prisoten tudi v drugih tkivih. Kljub temu raziskovalci nimajo pojma, kakšno vlogo ima ta beljakovina običajno pri ohranjanju nevronskega zdravja ali kako preprečiti, da bi se napačno zložil.
Toda nova študija z univerze Purdue v West Lafayette, IN, je odkrila beljakovine, ki lahko zmanjšajo agregacijo napačno zvitega alfa-sinukleina. Ugotovitve so prikazane v Časopis za molekularno biologijo.
Kako lahko HYPE zmanjša agregacijo
Nova raziskava se je osredotočila na terapevtski potencial beljakovine, imenovane "HYPE", ki je, kot pojasnjujejo preiskovalci, edina beljakovina Fic, ki je prisotna pri ljudeh.
Fični proteini pomagajo pri odločitvi, ali celica preživi ali umre, ko naleti na stres, za katerega je značilno napačno zlaganje beljakovin v celici.
"Ker ima HYPE tako pomembno vlogo pri tem, kako se celice spopadajo s stresom zaradi napačno zbranih beljakovin, smo se vprašali, ali bi bolezni, ki so posledica napačnega zlaganja beljakovin, verjetno potrebovale HYPE," pojasnjuje vodilna avtorica študije dr. Seema Mattoo, docentka bioloških znanosti na Purdueju.
Nadaljuje: »Vemo, da je pri Parkinsonovi bolezni pogosto napačno zvit protein [alfa-sinuklein]. Zato smo vprašali, ali lahko HYPE spremeni [alfa-sinuklein] in če lahko, kakšne so posledice? "
V sedanji študiji - ki so jo raziskovalci izvedli in vitro z uporabo celičnih kultur v laboratorijskih nastavitvah - so ugotovili, da HYPE resnično lahko deluje na alfa-sinuklein in zmanjša količino agregacije napačno zloženih beljakovin. Raziskovalci temu postopku rečejo "AMPylation".
Nato je ekipa želela preveriti, ali AMPylation dejansko kaže kakšno obljubo kot potencialni terapevtski postopek. Pri Parkinsonovi bolezni lahko združeni, zloženi beljakovine predrejo membrane nevronov (možganske celice) in motijo njihovo delovanje.
Mattoo in sodelavci so želeli ugotoviti, ali bi AMPilacija povzročila tudi manj lukenj v membranah celic. Za to so s kombinacijo lipidov ustvarili površino, ki simulira površino celičnih membran.
Lipidom so dodali tudi barvilo, tako da če bi jih agregati alfa-sinukleina preluknjali, bi delovanje postalo vidno skozi uhajalo barvila.
Po tem Mattoo ugotavlja: "Ugotovili smo, da se je s spremenjenim [alfa-sinukleinom] sprostilo manj barvila, kar pomeni, da je membrana ostala bolj nedotaknjena."
"To pomeni, da bi HYPE lahko imel terapevtski učinek na Parkinsonovo bolezen," dodaja. Poleg tega, kot ugotavljajo Mattoo in sodelavci v svojem študijskem prispevku, "To je prvo poročilo, ki opredeljuje [alfa-sinuklein] kot cilj za HYPE."
Preseganje pasivne pasu?
V zadnjem eksperimentu sta Mattoo in ekipa z elektronskim mikroskopom preučevala HYPE-modificirani alfa-sinuklein. To jim je omogočilo, da so opazili, da se je po interakciji s HYPE struktura alfa-sinukleina spremenila.
V rednih okoliščinah raziskovalci ugotavljajo, da se alfa-sinuklein zasuka, kar lahko pojasni njegov potencial za tvorjenje agregatov. Ko pa se beljakovine spremenijo s HYPE, se ponavadi manj zvije, namesto tega tvorijo vzporedne pramene.
Raziskovalci trdijo, da lahko ta nova sprememba prepreči, da bi se alfa-sinuklein kopičil toliko.
Medtem ko sedanje raziskave kažejo obljube pri iskanju novih terapij za Parkinsonovo bolezen, avtorji študije pojasnjujejo, da jih čaka še dolga pot.
»Vsi poskušamo uporabiti obliž na koncu napredovanja bolezni, ker vemo, da agregacija povzroči, da celice postanejo strupene, toda kako lahko to preprečimo? O tem je treba v okviru bolezni še veliko razumeti mehanično. "
Seema Mattoo, dr.
"Smo v zgodnji fazi [te raziskave]," prizna Mattoo, "toda ti rezultati nam dajejo nov pogled na potencialno terapevtiko."
»Poskušamo najti zdravila, s katerimi bi lahko manipulirali z dejavnostjo HYPE. Dali bi jih lahko bolnikom, ki začnejo kazati znake Parkinsonove bolezni ali ki so nagnjeni k agregiranemu [alfa-sinukleinu]. V to smer [v] želimo iti, «pojasnjuje raziskovalec.
