Parkinsonova bolezen: Spremenjene beljakovine delujejo kot droga
Nova raziskava, objavljena v reviji Molekularna nevrobiologija, ponuja obetavno novo strategijo za obnovo funkcionalne ravni dopamina v možganih: spreminjanje naravnega proteina, da lahko vstopi v možganske celice in se uporablja kot zdravilo.
Parkinsonovo bolezen, postopno izčrpavajoče nevrološko stanje, ki prizadene približno milijon ljudi v ZDA, povzroča izguba nevronov, ki proizvajajo dopamin.
Trenutno raziskovalci iščejo strategije za nadomestitev ali obnovitev njihove funkcionalnosti ali za zvišanje ravni dopamina, ki je nevrotransmiter ključnega pomena za nadzor gibanja.
Nedavno so na primer raziskovalci uporabili svetlobo za nadzor zdravila, ki blokira nekatere receptorje v možganih. Blokiranje teh receptorjev poveča dopamin.
Druge študije so uporabile vitamin B-3, da bi ustavili smrt nevronov, ki proizvajajo dopamin, ali predlagale, da lahko povečanje dopamina le v kratkih rafalih in ne nenehno pomaga pri nadzoru gibanja.
Zdaj nova študija sprejema drug pristop. Na podlagi prejšnjih raziskav, ki so kot obetavno tarčo zdravila za Parkinsonovo bolezen izpostavile beljakovino Nurr1, je mednarodna skupina znanstvenikov spremenila beljakovine na način, ki jim omogoča vstop v možganske celice.
V tej obliki lahko naravni beljakovine pomagajo dopaminergičnim nevronom preživeti, pojasnjujejo znanstveniki v svojem prispevku, katerega prvi avtor je bil Dennis Paliga, iz delovne skupine za molekularno nevrobiokemijo na Ruhr-Universität Bochum v Nemčiji.
Spreminjanje beljakovin Nurr1
Paliga in ekipa pojasnjujejo, da je Nurr1 transkripcijski faktor, ki igra ključno vlogo pri razvoju in vzdrževanju nevronov, ki proizvajajo dopamin, v možganskem območju, imenovanem substantia nigra.
Prejšnje študije, na katere so se sklicevali avtorji, so odkrile pomanjkanje beljakovin Nurr1 v primerih Parkinsonove bolezni, kar je vodilo v prepričanje, da bi lahko dodajanje ravni Nurr1 bila dobra terapevtska strategija.
Transkripcijski faktorji pomagajo celicam, da se razvijejo tako, da se vežejo na DNA v jedru in "odločajo", kateri geni se dešifrirajo, tako da tvorijo beljakovine.
Vendar v svoji naravni obliki Nurr1 ne more vstopiti v celice od zunaj. Torej, Paliga in ekipa so iskali načine, kako mu omogočiti "povečanje signala", ki bi ga pozval, naj to stori.
Pritrditev beljakovinskega fragmenta, ustvarjenega iz bakterije Bacillus anthracis do Nurr1 se je izkazal za "spodbudo", ki so jo iskali raziskovalci.
"Drobček bakterijskih beljakovin, ki smo ga uporabili, ne sproži bolezni," navaja avtor Rolf Heumann. "[Ne] vsebuje samo ukaz, da nekaj prenesem v celico," dodaja.
Ko spremenjeni protein vstopi v celico, se loči od fragmenta bakterijske beljakovine, prosto usmerjen v gene, ki sprožijo proizvodnjo dopamina.
Kako spremenjeni Nurr1 ustavi nevrodegeneracijo
Natančneje, nadaljnji laboratorijski testi Palige in sodelavcev so razkrili, da je dajanje spremenjene različice Nurr1 povečalo raven encima, ki je ključnega pomena za sintezo dopamina, kar je pri Parkinsonovi bolezni pogosto moteno.
Encim se imenuje tirozin hidroksilaza. Celične kulture so pokazale, da so celice, obdelane z Nurr1, proizvedle več tega encima kot njihove neobdelane kolegice. Vendar pa je zdravljenje celic z beljakovinami zmanjšalo tudi proizvodnjo drugega proteina, znanega kot Nur77, ki uravnava celično smrt.
Na koncu so raziskovalci preizkusili učinek Nurr1 na nevrone, ki proizvajajo dopamin in so bili zdravljeni z nevrotoksinom, da bi simulirali učinke Parkinsonove bolezni. Spremenjeni Nurr1 je ustavil degeneracijo nevronov.
"Te ugotovitve," pojasnjujejo avtorji študije, "so lahko pomembne za jedrsko dovajanje transkripcijskega faktorja Nurr1 v okviru zdravljenja Parkinsonove bolezni na osnovi beljakovin."
Ugotovitve komentira tudi soavtor študije Sebastian Neumann, ki je povezan z delovno skupino za molekularno nevrobiokemijo.
"Upamo, da bomo tako lahko utrli pot za novo Parkinsonovo terapijo […] Kljub temu pa lahko naša fuzijska beljakovina Nurr1 zgolj začne razvoj novega pristopa."
Sebastian Neumann
"Treba je še storiti veliko korakov, da bi razjasnili, ali spremenjeni protein doseže prave celice v možganih in kako bi ga lahko uporabili," zaključuje Neumann.
