Parkinsonova choroba: Modifikovaný proteín funguje ako droga
Nový výskum publikovaný v časopise Molekulárna neurobiológia, ponúka sľubnú novú stratégiu na obnovenie funkčných hladín dopamínu v mozgu: zmenu prirodzene sa vyskytujúceho proteínu tak, aby mohol vstúpiť do mozgových buniek a použiť ho ako liečivo.
Parkinsonova choroba, progresívne oslabujúci neurologický stav postihujúci asi 1 milión ľudí v Spojených štátoch, je spôsobená stratou neurónov produkujúcich dopamín.
V súčasnosti vedci hľadajú stratégie, ktoré by nahradili alebo obnovili ich funkčnosť alebo zvýšili hladinu dopamínu, čo je neurotransmiter rozhodujúci pre riadenie pohybu.
Najnovšie napríklad vedci používali svetlo na kontrolu liečiva, ktoré blokuje určité receptory v mozgu. Blokovanie týchto receptorov zvyšuje dopamín.
Iné štúdie používajú vitamín B-3 na zastavenie smrti neurónov produkujúcich dopamín alebo naznačujú, že zvyšovanie dopamínu iba v krátkych dávkach, a nie neustále, môže pomôcť pri riadení pohybu.
Nová štúdia teraz zaujíma iný prístup. V nadväznosti na predchádzajúci výskum, ktorý označil proteín nazvaný Nurr1 ako sľubný cieľ pre Parkinsonovu chorobu, medzinárodný tím vedcov zmenil proteín tak, aby mu umožňoval vstup do mozgových buniek.
V tejto forme môže prirodzene sa vyskytujúci proteín pomôcť dopaminergným neurónom prežiť, vysvetľujú vedci vo svojom príspevku, ktorého prvým autorom bol Dennis Paliga z pracovnej skupiny pre molekulárnu neurobiochémiu na Ruhr-Universität Bochum v Nemecku.
Úprava proteínu Nurr1
Paliga a tím vysvetľujú, že Nurr1 je transkripčný faktor, ktorý hrá zásadnú úlohu pri vývoji a udržiavaní neurónov produkujúcich dopamín v oblasti mozgu zvanej substantia nigra.
Predchádzajúce štúdie, na ktoré sa autori odvolávajú, zistili nedostatok proteínu Nurr1 v prípade Parkinsonovej choroby, čo viedlo k viere, že doplnenie hladín Nurr1 môže byť dobrou terapeutickou stratégiou.
Transkripčné faktory pomáhajú bunkám vyvíjať sa väzbou na DNA v jadre a „rozhodovaním“, ktoré gény sú dekódované, aby tvorili proteíny.
Vo svojej prirodzenej forme však Nurr1 nemôže vstúpiť do buniek zvonku. Paliga a tím teda hľadali spôsoby, ako mu dať „signálny impulz“, ktorý by ho k tomu prinútil.
Pripojenie proteínového fragmentu vytvoreného z baktérie Bacillus anthracis sa ukázalo, že „podpora“, ktorú výskumníci hľadali.
„Fragment bakteriálneho proteínu, ktorý sme použili, nespúšťa choroby,“ uvádza zodpovedajúci autor Rolf Heumann. "[Neobsahujem iba príkaz na transport niečoho do bunky," dodáva.
Keď modifikovaný proteín vstúpi do bunky, oddelí sa od fragmentu bakteriálneho proteínu a nebude môcť zacieliť na gény, ktoré uvádzajú do pohybu produkciu dopamínu.
Ako zmenený Nurr1 zastavuje neurodegeneráciu
Konkrétnejšie, ďalšie laboratórne testy od Paligy a kolegov odhalili, že podanie upravenej verzie Nurr1 zvýšilo hladiny enzýmu, ktorý je kľúčový pre syntézu dopamínu, čo je proces, ktorý sa pri Parkinsonovej chorobe často narušuje.
Enzým sa nazýva tyrozínhydroxyláza. Bunkové kultúry odhalili, že bunky ošetrené Nurrl produkovali viac tohto enzýmu ako ich neošetrené náprotivky. Ošetrenie buniek týmto proteínom však tiež znížilo produkciu iného proteínu známeho ako Nur77, ktorý reguluje bunkovú smrť.
Nakoniec vedci testovali účinok Nurr1 na neuróny produkujúce dopamín, ktoré boli liečené neurotoxínom, aby simulovali účinky Parkinsonovej choroby. Modifikovaný Nurr1 zastavil degeneráciu neurónov.
„Tieto objavy,“ vysvetľujú autori štúdie, „môžu mať význam pre nukleárne dodanie transkripčného faktora Nurr1 v kontexte liečby Parkinsonovej choroby na základe proteínov.“
K nálezom sa vyjadruje aj spoluautor štúdie Sebastian Neumann, ktorý je členom pracovnej skupiny pre molekulárnu neurobiochémiu.
"Dúfame, že tak môžeme pripraviť cestu pre novú Parkinsonovu terapiu [...] Náš fúzny proteín Nurr1 napriek tomu môže iba naštartovať vývoj nového prístupu."
Sebastian Neumann
"Je ešte potrebné podniknúť veľa krokov s cieľom objasniť, či sa modifikovaný proteín špecificky dostane do správnych buniek v mozgu a ako by sa dal aplikovať," uzatvára Neumann.
