Parkinsonova choroba: Modifikovaný protein funguje jako droga
Nový výzkum publikovaný v časopise Molekulární neurobiologie, nabízí slibnou novou strategii pro obnovení funkčních hladin dopaminu v mozku: změna přirozeně se vyskytujícího proteinu tak, aby mohl vstoupit do mozkových buněk a být používán jako lék.
Parkinsonova choroba, progresivně oslabující neurologický stav postihující přibližně 1 milion lidí ve Spojených státech, je způsobena ztrátou neuronů produkujících dopamin.
V současné době vědci hledají strategie pro nahrazení nebo obnovení jejich funkčnosti nebo pro zvýšení hladiny dopaminu, což je neurotransmiter zásadní pro řízení pohybu.
V poslední době například vědci používali světlo k ovládání léku, který blokuje určité receptory v mozku. Blokování těchto receptorů zvyšuje dopamin.
Jiné studie používají vitamin B-3 k zastavení smrti neuronů produkujících dopamin nebo naznačují, že zvyšování dopaminu pouze v krátkých dávkách, spíše než neustále, může pomoci kontrolovat pohyb.
Nová studie nyní zaujímá jiný přístup. V návaznosti na předchozí výzkum, který jako slibný lékový cíl pro Parkinsonovu chorobu vybral protein zvaný Nurr1, změnil mezinárodní tým vědců protein tak, aby mu umožňoval vstup do mozkových buněk.
V této formě může přirozeně se vyskytující protein pomoci dopaminergním neuronům přežít, vysvětlují vědci ve svém příspěvku, jehož prvním autorem byl Dennis Paliga z pracovní skupiny pro molekulární neurobiochemii na Ruhr-Universität Bochum v Německu.
Úprava proteinu Nurr1
Paliga a tým vysvětlují, že Nurr1 je transkripční faktor, který hraje zásadní roli ve vývoji a udržování neuronů produkujících dopamin v oblasti mozku zvané substantia nigra.
Předchozí studie, na které autoři odkazují, zjistili nedostatek proteinu Nurr1 v případě Parkinsonovy choroby, což vedlo k přesvědčení, že doplnění hladin Nurr1 může být dobrou terapeutickou strategií.
Transkripční faktory pomáhají buňkám vyvíjet se vazbou na DNA v jádru a „rozhodováním“, které geny jsou dekódovány, aby tvořily proteiny.
Ve své přirozené formě však Nurr1 nemůže vstoupit do buněk zvenčí. Paliga a tým tedy hledali způsoby, jak jí dát „signální podporu“, která by ji k tomu přiměla.
Připojení proteinového fragmentu vytvořeného z bakterie Bacillus anthracis se ukázalo, že „podpora“, kterou výzkumníci hledali.
"Fragment bakteriálního proteinu, který jsme použili, nespouští nemoci," uvádí odpovídající autor Rolf Heumann. "[Neobsahuji pouze příkaz k přepravě něčeho do cely," dodává.
Když modifikovaný protein vstoupí do buňky, oddělí se od fragmentu bakteriálního proteinu a může cílit na geny, které uvádějí do pohybu produkci dopaminu.
Jak pozměněný Nurr1 zastavuje neurodegeneraci
Konkrétněji, další laboratorní testy od Paligy a kolegů odhalily, že podávání upravené verze Nurr1 zvýšilo hladinu enzymu, který je klíčový pro syntézu dopaminu, což je u Parkinsonovy choroby často narušen.
Enzym se nazývá tyrosinhydroxyláza. Buněčné kultury odhalily, že buňky ošetřené Nurrl produkovaly více tohoto enzymu než jejich neošetřené protějšky. Ošetření buněk proteinem však také snížilo produkci jiného proteinu známého jako Nur77, který reguluje buněčnou smrt.
Nakonec vědci testovali účinek Nurr1 na neurony produkující dopamin, které byly léčeny neurotoxinem, aby simulovaly účinky Parkinsonovy choroby. Upravený Nurr1 zastavil degeneraci neuronů.
„Tato zjištění,“ vysvětlují autoři studie, „mohou mít význam pro nukleární dodávku transkripčního faktoru Nurr1 v kontextu léčby Parkinsonovy nemoci na základě proteinů.“
Spoluautor studie Sebastian Neumann, který je přidružen k pracovní skupině pro molekulární neurobiochemii, také komentuje tato zjištění.
"Doufáme, že tak můžeme připravit půdu pro novou Parkinsonovu terapii [...] Přesto může náš fúzní protein Nurr1 pouze nastartovat vývoj nového přístupu."
Sebastian Neumann
"Stále zbývá podniknout mnoho kroků k objasnění, zda se modifikovaný protein konkrétně dostane do správných buněk v mozku a jak by jej bylo možné použít," uzavírá Neumann.
