Θα μπορούσε αυτή η πρόσφατα ανακαλυφθείσα πρωτεΐνη να βοηθήσει στη θεραπεία του Πάρκινσον;
Οι ερευνητές έχουν βρει μια πρωτεΐνη που θα μπορούσε να βοηθήσει στη μείωση της συσσώρευσης των τοξικών πρωτεϊνών στον εγκέφαλο - χαρακτηριστικό της νόσου του Πάρκινσον. Αλλά η ανακάλυψή τους προσφέρει νέα ελπίδα ή απλώς ένα «Band-Aid;»
Τα Εθνικά Ινστιτούτα Υγείας εκτιμούν ότι, στις Ηνωμένες Πολιτείες, περίπου 50.000 άτομα λαμβάνουν διάγνωση νόσου του Πάρκινσον κάθε χρόνο.
Αυτή η διαδεδομένη κατάσταση χαρακτηρίζεται από τρόμο, βραδύτητα κίνησης και μειωμένη ισορροπία και συντονισμό, μεταξύ άλλων συμπτωμάτων.
Ωστόσο, οι αιτίες της παραμένουν άγνωστες και οι θεραπείες στοχεύουν μόνο τα συμπτώματα, βοηθώντας τα άτομα να διαχειριστούν αυτήν την κατάσταση όσο καλύτερα μπορούν.
Στον εγκέφαλο, το Parkinson χαρακτηρίζεται από ένα αινιγματικό χαρακτηριστικό - τη συσσωμάτωση της άλφα-συνουκλεΐνης, μιας πρωτεΐνης που γίνεται τοξική και διαταράσσει τις νευρικές οδούς όταν κολλά μαζί σε μεγάλες ποσότητες.
Αυτό συμβαίνει όταν η άλφα-συνουκλεΐνη ξετυλίγεται, δηλαδή όταν διπλώνεται σε λανθασμένο σχήμα που δεν του επιτρέπει να λειτουργεί σωστά, κάτι που μπορεί να προκαλέσει ή να διευκολύνει την ασθένεια.
Η άλφα-συνουκλεΐνη τυπικά υπάρχει σε υψηλά επίπεδα στον εγκέφαλο και είναι επίσης παρούσα σε άλλους ιστούς σε μικρότερες ποσότητες. Ακόμα, οι ερευνητές δεν έχουν ιδέα τι ρόλο παίζει συνήθως αυτή η πρωτεΐνη στη διατήρηση της υγείας των νευρώνων ή πώς να την αποτρέψουν από τη λανθασμένη αναδίπλωση.
Ωστόσο, μια νέα μελέτη, από το Πανεπιστήμιο Purdue, στο West Lafayette, ΙΝ, εντόπισε μια πρωτεΐνη ικανή να μειώσει τη συσσωμάτωση της λανθασμένης άλφα-συνουκλεΐνης. Τα ευρήματα παρουσιάζονται στο Περιοδικό Μοριακής Βιολογίας.
Πώς το HYPE μπορεί να μειώσει τη συγκέντρωση
Η νέα έρευνα επικεντρώθηκε στο θεραπευτικό δυναμικό μιας πρωτεΐνης που ονομάζεται «HYPE», η οποία, εξηγούν οι ερευνητές, είναι η μόνη πρωτεΐνη Fic που υπάρχει στους ανθρώπους.
Οι Fic πρωτεΐνες βοηθούν να αποφασιστεί εάν ένα κύτταρο επιβιώνει ή πεθαίνει όταν αντιμετωπίζει άγχος, που χαρακτηρίζεται από την εσφαλμένη αναδίπλωση των πρωτεϊνών του κυττάρου.
«Δεδομένου ότι το HYPE παίζει τόσο σημαντικό ρόλο στον τρόπο με τον οποίο τα κύτταρα αντιμετωπίζουν το άγχος από τις αναδιπλούμενες πρωτεΐνες, αναρωτηθήκαμε αν οι ασθένειες που προκύπτουν από την αναδίπλωση πρωτεϊνών ήταν πιθανό να χρειαστούν HYPE», εξηγεί ο επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης, Seema Mattoo, Ph.D., βοηθός καθηγητής βιολογικές επιστήμες στο Purdue.
Συνεχίζει: «Γνωρίζουμε ότι στη νόσο του Πάρκινσον, συχνά η λανθασμένη πρωτεΐνη είναι [άλφα-συνουκλεΐνη]. Έτσι ρωτήσαμε εάν το HYPE θα μπορούσε να τροποποιήσει την [άλφα-συνουκλεΐνη] και αν ναι, ποιες είναι οι συνέπειες; »
Στην τρέχουσα μελέτη - την οποία οι ερευνητές διεξήγαγαν in vitro, χρησιμοποιώντας κυτταρικές καλλιέργειες σε εργαστηριακό περιβάλλον - διαπίστωσαν ότι το HYPE μπορεί πράγματι να δράσει στην άλφα-συνουκλεΐνη, μειώνοντας την ποσότητα συσσωμάτωσης των λανθασμένων πρωτεϊνών. Οι ερευνητές αποκαλούν αυτή τη διαδικασία «AMPylation».
Στη συνέχεια, η ομάδα ήθελε να δει αν η AMPylation έδειξε πράγματι κάποια υπόσχεση ως πιθανή θεραπευτική διαδικασία. Στη νόσο του Πάρκινσον, οι συσσωματωμένες, αναδιπλωμένες πρωτεΐνες μπορούν να τρυπήσουν τις μεμβράνες των νευρώνων (εγκεφαλικά κύτταρα), διαταράσνοντας τη λειτουργία τους.
Ο Mattoo και οι συνεργάτες του ήθελαν να μάθουν αν το AMPylation θα οδηγούσε επίσης σε λιγότερες τρύπες στις μεμβράνες των κυττάρων. Για να το κάνουν αυτό, χρησιμοποίησαν έναν συνδυασμό λιπιδίων για να δημιουργήσουν μια επιφάνεια που προσομοιώνει αυτή των κυτταρικών μεμβρανών.
Πρόσθεσαν επίσης βαφή στα λιπίδια, οπότε αν τα συσσωματώματα άλφα-συνουκλεΐνης τρυπήθηκαν, η δράση θα γίνει ορατή μέσω διαρροής χρωστικής.
Μετά από αυτό, ο Mattoo σημειώνει, "Βρήκαμε ότι απελευθερώθηκε λιγότερη βαφή με την τροποποιημένη [άλφα-συνουκλεΐνη], που σημαίνει ότι η μεμβράνη παρέμεινε πιο ανέπαφη."
«Αυτό σημαίνει ότι το HYPE θα μπορούσε ενδεχομένως να έχει θεραπευτική επίδραση στη νόσο του Πάρκινσον», προσθέτει. Επιπλέον, όπως σημειώνει ο Mattoo και οι συνάδελφοί του στο έγγραφο μελέτης τους, «Αυτή είναι η πρώτη έκθεση που προσδιορίζει την [άλφα-συνουκλεΐνη] ως στόχο για το HYPE».
Πηγαίνετε πέρα από το "Band-Aid;"
Σε ένα τελικό πείραμα, ο Mattoo και η ομάδα μελέτησαν την τροποποιημένη με HYPE άλφα-συνουκλεΐνη χρησιμοποιώντας ένα ηλεκτρονικό μικροσκόπιο. Αυτό τους επέτρεψε να παρατηρήσουν ότι, μετά την αλληλεπίδραση με το HYPE, η δομή της άλφα-συνουκλεΐνης είχε αλλάξει.
Υπό κανονικές συνθήκες, οι ερευνητές σημειώνουν ότι η άλφα-συνουκλεΐνη στρέφεται, η οποία μπορεί να εξηγήσει τη δυνατότητά της να σχηματίσει αδρανή. Ωστόσο, όταν τροποποιήθηκε με HYPE, η πρωτεΐνη τείνει να στρίβει λιγότερο, αντί να σχηματίζει παράλληλους κλώνους.
Αυτή η νέα τροποποίηση, υποστηρίζουν οι ερευνητές, μπορεί να αποτρέψει τη συσσωμάτωση της άλφα-συνουκλεΐνης.
Ενώ η τρέχουσα έρευνα δείχνει υπόσχεση για την εξεύρεση νέων θεραπειών για τη νόσο του Πάρκινσον, οι συγγραφείς της μελέτης εξηγούν ότι έχουν ακόμη πολύ δρόμο να διανύσουν.
«Όλοι προσπαθούμε να εφαρμόσουμε ένα Band-Aid στο τέλος της εξέλιξης της νόσου, επειδή γνωρίζουμε ότι η συσσωμάτωση προκαλεί τα κύτταρα να γίνουν τοξικά, αλλά πώς μπορούμε να το αποτρέψουμε; Υπάρχουν ακόμα πολλά να γίνουν κατανοητά μηχανικά σχετικά με αυτό στο πλαίσιο της ασθένειας. "
Seema Mattoo, Ph.D.
"Βρισκόμαστε στα πρώτα στάδια [αυτής της έρευνας]", παραδέχεται ο Mattoo, "αλλά αυτά τα αποτελέσματα μας δίνουν μια νέα οπτική γωνία για να εξετάσουμε τις πιθανές θεραπευτικές ουσίες."
«Προσπαθούμε να βρούμε φάρμακα που θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν για τον χειρισμό της δραστηριότητας του HYPE. Θα μπορούσατε να τα δώσετε σε ασθενείς που αρχίζουν να εμφανίζουν σημάδια του Πάρκινσον ή που είναι επιρρεπείς σε συσσωμάτωση [άλφα-συνουκλεΐνη]. Αυτή είναι η κατεύθυνση που θέλουμε να ακολουθήσουμε », εξηγεί ο ερευνητής.
