Môže tento novoobjavený proteín pomôcť pri liečbe Parkinsonovej choroby?
Vedci našli bielkovinu, ktorá by mohla pomôcť znížiť agregáciu toxických bielkovín v mozgu - charakteristický znak Parkinsonovej choroby. Ale ponúka ich objav novú nádej alebo len „Band-Aid?“
Národný inštitút zdravia odhaduje, že v Spojených štátoch amerických každoročne dostane diagnózu Parkinsonovej choroby asi 50 000 ľudí.
Tento rozšírený stav je okrem iných príznakov charakterizovaný trasením, pomalým pohybom a poruchou rovnováhy a koordinácie.
Jeho príčiny však zostávajú neznáme a liečba sa zameriava iba na príznaky, čo pomáha jednotlivcom zvládnuť tento stav čo najlepšie.
Pre mozog je Parkinsonova choroba charakteristická záhadnou črtou - agregáciou alfa-synukleínu, proteínu, ktorý sa stáva toxickým a narúša nervové dráhy, keď sa zlepí vo veľkom množstve.
K tomu dochádza, keď sa alfa-synukleín nesprávne zloží, to znamená, keď sa zloží do nesprávneho tvaru, ktorý mu neumožňuje správne fungovanie, čo môže spôsobiť alebo uľahčiť vznik choroby.
Alfa-synukleín je typicky prítomný vo vysokých hladinách v mozgu a v menšom množstve je prítomný aj v inom tkanive. Vedci stále netušia, akú úlohu tento proteín zvyčajne zohráva pri udržiavaní nervového zdravia alebo ako zabrániť jeho nesprávnemu poskladaniu.
Nová štúdia z Purdue University vo West Lafayette, IN, však identifikovala proteín schopný znížiť agregáciu nesprávne zloženého alfa-synukleínu. Zistenia sa nachádzajú v Journal of Molecular Biology.
Ako môže HYPE znížiť agregáciu
Nový výskum sa zameral na terapeutický potenciál proteínu zvaného „HYPE“, ktorý je podľa výskumníkov jediným Fic proteínom prítomným u ľudí.
Fic proteíny pomáhajú rozhodnúť, či bunka prežije alebo zomrie, keď narazí na stres, ktorý je charakterizovaný nesprávnym poskladaním bunkových proteínov.
„Pretože HYPE hrá tak dôležitú úlohu v tom, ako bunky reagujú na stres zo nesprávne zložených proteínov, zaujímalo nás, či je pravdepodobné, že budú potrebné aj choroby, ktoré sú výsledkom nesprávneho zloženia proteínov,“ vysvetľuje hlavný autor štúdie Seema Mattoo, Ph.D. biologické vedy na Purdue.
Pokračuje: „Vieme, že pri Parkinsonovej chorobe je často nesprávne poskladaný proteín [alfa-synukleín]. Spýtali sme sa teda, či môže HYPE modifikovať [alfa-synukleín], a ak áno, aké to má následky? “
V súčasnej štúdii, ktorú vedci uskutočnili in vitro s použitím bunkových kultúr v laboratóriu, zistili, že HYPE môže skutočne pôsobiť na alfa-synukleín a znižovať tak agregáciu nesprávne zložených proteínov. Vedci tento proces nazývajú „AMPylácia“.
Potom tím chcel zistiť, či AMPylation skutočne ukazuje nejaký prísľub ako potenciálny terapeutický proces. Pri Parkinsonovej chorobe môžu agregované nesprávne poskladané proteíny prepichnúť membrány neurónov (mozgové bunky) a narušiť ich fungovanie.
Mattoo a jeho kolegovia chceli zistiť, či AMPylácia povedie aj k menšiemu počtu otvorov v membránach buniek. Aby to dosiahli, vytvorili pomocou kombinácie lipidov povrch simulujúci povrch bunkových membrán.
Pridali tiež farbivo do lipidov, takže ak by ich agregáty alfa-synukleínu prepichli, pôsobenie by bolo viditeľné cez uniknuté farbivo.
Po tom, čo to urobil, Mattoo poznamenáva: „Zistili sme, že s modifikovaným [alfa-synukleínom] sa uvoľnilo menej farbiva, čo znamená, že membrána zostala neporušená.“
„To znamená, že HYPE môže mať terapeutický účinok na Parkinsonovu chorobu,“ dodáva. Ako ďalej poznamenávajú Mattoo a kolegovia vo svojej štúdii, „Toto je prvá správa identifikujúca [alfa-synukleín] ako cieľ pre HYPE.“
Ideme nad rámec „Band-Aid?“
V záverečnom experimente Mattoo a tím študovali HYPE-modifikovaný alfa-synukleín pomocou elektrónového mikroskopu. To im umožnilo pozorovať, že po interakcii s HYPE sa štruktúra alfa-synukleínu zmenila.
Za normálnych okolností vedci poznamenávajú, že sa jedná o alfa-synukleínové zákruty, ktoré môžu vysvetľovať jeho potenciál vytvárať agregáty. Po modifikácii metódou HYPE mal však proteín tendenciu menej sa krútiť, namiesto toho tvoril paralelné vlákna.
Vedci tvrdia, že táto nová modifikácia môže zabrániť alfa-synukleínu v agregácii v čo najväčšej miere.
Zatiaľ čo súčasný výskum ukazuje nádej pri hľadaní nových terapií Parkinsonovej choroby, autori štúdie vysvetľujú, že ich čaká ešte dlhá cesta.
"Všetci sa snažíme aplikovať Band-Aid na konci progresie ochorenia, pretože vieme, že agregácia spôsobuje toxiku buniek, ale ako tomu môžeme zabrániť?" V súvislosti s chorobami je toho ešte potrebné veľa mechanicky chápať. “
Seema Mattoo, Ph.D.
„Sme v počiatočných fázach [tohto výskumu],“ pripúšťa Mattoo, „ale tieto výsledky nám dávajú nový uhol pohľadu na potenciálne terapeutiká.“
"Snažíme sa prísť s liekmi, ktoré by sa mohli použiť na manipuláciu s aktivitou HYPE." Môžete ich podať pacientom, ktorí začínajú vykazovať príznaky Parkinsonovej choroby alebo sú náchylní na agregáciu [alfa-synukleín]. To je smer, ktorým sa chceme uberať, “vysvetľuje výskumník.
