Mohl by tento nově objevený protein pomoci léčit Parkinsonovu chorobu?
Vědci našli protein, který by mohl pomoci snížit agregaci toxických proteinů v mozku - charakteristický znak Parkinsonovy choroby. Nabízí však jejich objev novou naději nebo jen „Band-Aid?“
Národní instituty zdraví odhadují, že ve Spojených státech dostává každý rok diagnózu Parkinsonovy choroby přibližně 50 000 lidí.
Tento rozšířený stav je mimo jiné charakterizován třesem, pomalostí pohybu a zhoršenou rovnováhou a koordinací.
Jeho příčiny však zůstávají neznámé a léčba se zaměřuje pouze na příznaky, což pomáhá jednotlivcům zvládnout tento stav co nejlépe.
V mozku se Parkinsonova choroba vyznačuje záhadnou vlastností - agregací alfa-synukleinu, proteinu, který se stává toxickým a narušuje nervové dráhy, když se ve velkém množství slepí.
K tomu dochází, když se alfa-synuklein pokládá špatně, tj. Když se složí do nesprávného tvaru, který mu neumožňuje správné fungování, což může způsobit nebo usnadnit onemocnění.
Alfa-synuklein je typicky přítomen na vysokých úrovních v mozku a je také přítomen v jiné tkáni v menším množství. Vědci stále nemají tušení, jakou roli tento protein obvykle hraje při udržování nervového zdraví nebo jak zabránit jeho nesprávnému skládání.
Ale nová studie z Purdue University ve West Lafayette, IN, identifikovala protein schopný snížit agregaci špatně složeného alfa-synukleinu. Zjištění jsou obsažena v Journal of Molecular Biology.
Jak může HYPE snížit agregaci
Nový výzkum se zaměřil na terapeutický potenciál proteinu zvaného „HYPE“, který je podle vědců jediným Fic proteinem přítomným u lidí.
Fic proteiny pomáhají rozhodnout, zda buňka přežije nebo zemře, když narazí na stres, který je charakterizován nesprávným složením proteinů buňky.
"Jelikož HYPE hraje tak důležitou roli v tom, jak se buňky vyrovnávají se stresem ze špatně poskládaných proteinů, zajímalo nás, zda nemoci, které jsou výsledkem nesprávného poskládání proteinů, pravděpodobně potřebují HYPE," vysvětluje hlavní autor studie Seema Mattoo, Ph.D., odborný asistent biologické vědy na Purdue.
Pokračuje: „Víme, že u Parkinsonovy choroby je často nesprávně poskládaný protein [alfa-synuclein]. Zeptali jsme se tedy, zda by HYPE mohl upravit [alfa-synuclein], a pokud ano, jaké to má důsledky? “
V současné studii - kterou vědci provedli in vitro s použitím buněčných kultur v laboratorním prostředí - zjistili, že HYPE může skutečně působit na alfa-synuklein, což snižuje množství agregace nesprávně složených proteinů. Vědci nazývají tento proces „AMPylace“.
Poté tým chtěl zjistit, zda AMPylation ve skutečnosti ukazuje nějaký slib jako potenciální terapeutický proces. U Parkinsonovy nemoci mohou agregované špatně poskládané proteiny propíchnout membrány neuronů (mozkové buňky) a narušit jejich fungování.
Mattoo a kolegové chtěli zjistit, zda by AMPylace vedla také k menšímu počtu děr v membránách buněk. K tomu použili kombinaci lipidů k vytvoření povrchu simulujícího povrch buněčných membrán.
Přidali také barvivo do lipidů, takže pokud by je propíchly agregáty alfa-synukleinu, akce by byla viditelná skrz uniklé barvivo.
Poté Mattoo poznamenává: „Zjistili jsme, že s modifikovaným [alfa-synukleinem] bylo uvolněno méně barviva, což znamená, že membrána zůstala neporušená.“
"To znamená, že HYPE by mohl mít terapeutický účinek na Parkinsonovu chorobu," dodává. Kromě toho, jak uvádí Mattoo a kolegové ve své studijní práci, „Toto je první zpráva identifikující [alfa-synuklein] jako cíl pro HYPE.“
Jdeme nad rámec „Band-Aid?“
V závěrečném experimentu Mattoo a tým studovali HYPE-modifikovaný alfa-synuklein pomocí elektronového mikroskopu. To jim umožnilo sledovat, že po interakci s HYPE se struktura alfa-synukleinu změnila.
Vědci za normálních okolností zaznamenávají zvraty alfa-synukleinu, což může vysvětlovat jeho potenciál vytvářet agregáty. Po úpravě pomocí HYPE však měl protein tendenci se méně krutit, místo toho tvořil paralelní řetězce.
Vědci tvrdí, že tato nová modifikace může zabránit alfa-synucleinu v agregaci tolik.
Zatímco současný výzkum ukazuje slib při hledání nových terapií pro Parkinsonovu chorobu, autoři studie vysvětlují, že je před nimi ještě dlouhá cesta.
"Všichni se snažíme aplikovat Band-Aid na konci progrese nemoci, protože víme, že agregace způsobuje toxické buňky, ale jak tomu můžeme zabránit?" V souvislosti s nemocí je toho stále třeba hodně mechanicky rozumět. “
Seema Mattoo, Ph.D.
"Jsme v raných fázích [tohoto výzkumu]," připouští Mattoo, "ale tyto výsledky nám dávají nový úhel pohledu na potenciální terapeutika."
"Snažíme se přijít s léky, které by mohly být použity k manipulaci s aktivitou HYPE." Mohli byste je podat pacientům, kteří začínají vykazovat známky Parkinsonovy choroby nebo jsou náchylní k agregaci [alfa-synuklein]. To je směr, kterým se chceme ubírat, “vysvětluje výzkumník.
