Parkinsonova choroba: Vedci nachádzajú nový cieľ zničenia proteínových zhlukov
Blokovanie enzýmu by mohlo zastaviť hromadenie toxických proteínových zhlukov, ktoré sa vyskytujú v mozgu ľudí s Parkinsonovou chorobou.
To bol záver, ku ktorému dospeli vedci z Georgetown University Medical Center (GUMC) vo Washingtone po štúdiu enzýmu zvaného USP13 v mozgu myší a ľudí.
Štúdia uvedená v časopise Molekulárna genetika človeka, môže byť prvou, ktorá vysvetľuje úlohu USP13 pri toxickom hromadení proteínových zhlukov v mozgu.
Akumulácie proteínov sa nazývajú Lewyho telieska a vyskytujú sa tiež pri iných neurodegeneratívnych ochoreniach, vrátane demencie Lewyho teliesok a atrofie viacerých systémov.
„Táto štúdia,“ hovorí hlavný autor Xiaoguang Liu, odborný asistent neurológie na GUMC, „poskytuje nové dôkazy o tom, že USP13 ovplyvňuje vývoj a vylučovanie zhlukov proteínov v tele Lewyho, čo naznačuje, že zacielenie na USP13 môže byť terapeutickým cieľom pri Parkinsonovej chorobe a iných podobných ochoreniach. formy neurodegenerácie. “
Parkinsonova choroba a Lewyho telieska
Parkinsonova choroba je degeneratívne ochorenie, ktoré ovplyvňuje predovšetkým kontrolu pohybu. Medzi typické príznaky patrí tras, stuhnutosť a bradykinéza, čo je spomalenie pohybu.
Ľudia s Parkinsonovou chorobou môžu tiež pociťovať problémy so spánkom, úzkosť, depresie, zápchu a únavu.
Podľa Americkej asociácie pre Parkinsonovu chorobu žije na celom svete odhadom 10 miliónov ľudí s Parkinsonovou chorobou. Toto číslo zahŕňa asi 1 milión ľudí v Spojených štátoch.
Toto ochorenie sa vyskytuje hlavne po 50. roku života, existuje však vzácnejšia forma nazývaná Parkinsonova choroba s raným nástupom, ktorá sa môže vyvinúť v mladšom veku.
Parkinsonova choroba ničí bunky v oblasti mozgu známej ako substantia nigra. Nervové bunky v tejto oblasti komunikujú uvoľňovaním chemického posla nazývaného dopamín. Táto interakcia pomáha pri „jemnom vyladení“ ovládania pohybu.
Vedci si nie sú úplne istí, čo spôsobuje smrť buniek uvoľňujúcich dopamín pri Parkinsonovej chorobe, ale Lewyho telieska sú na prvom mieste v zozname ich podozrivých.
Posmrtné vyšetrenia ľudí, ktorí mali Parkinsonovu chorobu, našli Lewyho telieska v nervových bunkách alebo neurónoch, substantia nigra a iných častiach mozgu.
Proteín nazývaný alfa-synukleín je primárnou súčasťou týchto toxických kruhových štruktúr. Úloha, ktorú tento proteín hrá v zdravom mozgu, je však nejasná.
Značky alfa-synukleín a ubikvitín
Vedci vedia, že keď alfa-synukleín nesie značky malého proteínu ubikvitínu, prichádzajú enzýmy a odnesú ho na zničenie. Proces označovania proteínov na čistenie pomocou ubikvitínových značiek sa nazýva ubikvitinácia.
Nedávna štúdia ukazuje, že USP13 odstraňuje ubikvitínové značky na alfa-synukleíne. Výsledkom je, že enzýmy proteín neodstránia a hromadí sa za vzniku toxických Lewyho teliesok.
Vedci preukázali, že blokovanie USP13 na myších modeloch Parkinsonovej choroby spôsobilo, že Lewyho telieska zmizli a tiež im zabránil v ďalšom formovaní.
Nasledovalo zistenie, že posmrtné mozgové tkanivo ľudí s Parkinsonovou chorobou obsahovalo vysoké hladiny USP13.
Tím tiež skúmal vzťah medzi USP13, alfa-synukleínom a ďalším proteínom, ktorý je spojený s Parkinsonovou chorobou, a ktorý sa nazýva parkin.
USP13 zastavil parkovanie pri vykonávaní svojej práce
Parkin pomáha usmerňovať odbúravanie bielkovín v bunkách. Sníma ubikvitínové značky a zameriava sa na značený proteín kvôli degradácii. Vedci identifikovali súvislosti medzi niektorými formami Parkinsonovej choroby a „stratou parkinovej funkcie“.
Zdá sa, že odstránením ubikvitínových značiek USP13 bráni parkínu v dodávaní alfa-synukleínu do procesu nakladania s odpadom v bunke.
Použitím myších modelov Parkinsonovej choroby tím ukázal, že značenie aj deštrukcia alfa-synukleínu sa zvýšili, keď myšiam chýbal USP13.
U týchto myší tiež došlo k menšej deštrukcii dopamínových buniek a zlepšeniu motorických funkcií.
Vedci teraz chcú vyvinúť blokátor USP13, ktorý môžu lekári používať ako súčasť terapie zameranej na klírens bielkovín pri neurodegeneratívnych ochoreniach, ako je Parkinsonova choroba.
"Klírens neurotoxických proteínov, vrátane alfa-synukleínu, môže závisieť od rovnováhy medzi ubikvitináciou a ubikvitináciou."
Xiaoguang Liu, GUMC
