Чи може цей нещодавно виявлений білок допомогти лікувати хворобу Паркінсона?
Дослідники виявили білок, який може допомогти зменшити агрегацію токсичних білків у мозку - ознака хвороби Паркінсона. Але чи відкриття їх відкриває нову надію чи просто “пластир?”
За підрахунками Національного інституту охорони здоров’я, в США щороку близько 50 000 людей отримують діагноз хвороби Паркінсона.
Цей поширений стан характеризується тремтінням, повільністю рухів та порушенням рівноваги та координації, серед інших симптомів.
Однак його причини залишаються невідомими, а лікування спрямоване лише на симптоми, допомагаючи людям якнайкраще впоратися з цим станом.
У мозку для Паркінсона характерна загадкова особливість - агрегація альфа-синуклеїну, білка, який стає токсичним і порушує нервові шляхи, коли він злипається у великих кількостях.
Це відбувається, коли альфа-синуклеїн неправильно згинається, тобто коли він складається в неправильну форму, що не дозволяє йому нормально функціонувати, що може спричинити або полегшити захворювання.
Альфа-синуклеїн, як правило, присутній на високому рівні в мозку, а також він міститься в інших тканинах у менших кількостях. Тим не менше, дослідники не уявляють, яку роль цей білок зазвичай відіграє у підтримці нервового здоров’я або як запобігти його неправильному формуванню.
Але нове дослідження, проведене Університетом Пердью у Вест-Лафайєті, штат Індонезія, виявило білок, здатний зменшити агрегацію неправильно складеного альфа-синуклеїну. Висновки представлені в Журнал молекулярної біології.
Як HYPE може зменшити агрегацію
Нове дослідження було зосереджено на терапевтичному потенціалі білка під назвою "HYPE", який, пояснюють дослідники, є єдиним білком Fic, який присутній у людей.
Білкові білки допомагають вирішити, виживає чи гине клітина, коли стикається зі стресом, що характеризується неправильним складанням білків клітини.
"Оскільки HYPE відіграє таку важливу роль у тому, як клітини справляються зі стресом від неправильно складених білків, ми задалися питанням, чи можуть захворювання, що виникають внаслідок неправильного складання білка, мати потребу в HYPE", - пояснює провідний автор дослідження Сеема Матту, доктор філософії, доцент біологічних наук в Пердью.
Вона продовжує: «Ми знаємо, що при хворобі Паркінсона часто неправильно складеним білком є [альфа-синуклеїн]. Тож ми запитали, чи може HYPE модифікувати [альфа-синуклеїн], і якщо так, то які наслідки? "
У поточному дослідженні, яке дослідники провели in vitro, використовуючи культури клітин у лабораторних умовах, вони виявили, що HYPE дійсно може впливати на альфа-синуклеїн, зменшуючи кількість агрегації неправильно складених білків. Дослідники називають цей процес "AMPylation".
Потім команда хотіла перевірити, чи дійсно AMPylation виявляє якісь обіцянки як потенційний терапевтичний процес. При хворобі Паркінсона агреговані, неправильно складені білки можуть проколювати мембрани нейронів (клітини мозку), порушуючи їх функціонування.
Матту та його колеги хотіли з'ясувати, чи AMPylation також призведе до меншої кількості отворів у мембранах клітин. Для цього вони використали комбінацію ліпідів для створення поверхні, що імітує поверхню клітинних мембран.
Вони також додавали барвник до ліпідів, тому, якщо агрегати альфа-синуклеїну проколювали їх, дія ставала помітною через просочився барвник.
Після цього Матту зазначає: "Ми виявили, що з модифікованим [альфа-синуклеїном] виділяється менше барвника, тобто мембрана залишається цілішою".
"Це означає, що HYPE може мати терапевтичний ефект на хворобу Паркінсона", - додає вона. Більше того, як зазначають Матту та його колеги у своїй роботі, "це перший звіт, який визначає [альфа-синуклеїн] як мішень для HYPE".
Вийти за рамки "Пластиру?"
В заключному експерименті Матту та команда вивчали модифікований HYPE альфа-синуклеїн за допомогою електронного мікроскопа. Це дозволило їм помітити, що після взаємодії з HYPE структура альфа-синуклеїну змінилася.
За звичайних обставин, зазначають дослідники, альфа-синуклеїнові повороти, що може пояснити його потенціал утворювати агрегати. Однак, модифікований HYPE, білок, як правило, менше скручується, замість цього утворюючи паралельні нитки.
Дослідники стверджують, що ця нова модифікація може завадити агрегуванню альфа-синуклеїну.
Хоча нинішні дослідження показують перспективність у пошуку нових методів лікування хвороби Паркінсона, автори дослідження пояснюють, що їм ще потрібно пройти довгий шлях.
"Ми всі намагаємось застосувати пластир в кінці прогресування захворювання, оскільки ми знаємо, що агрегація викликає токсичність клітин, але як ми можемо запобігти цьому? Ще багато чого можна зрозуміти механічно про це в контексті хвороби ".
Сіма Матту, доктор філософії
"Ми знаходимось на ранніх стадіях [цього дослідження], - зізнається Матту, - але ці результати дають нам новий погляд на потенційні терапевтичні засоби".
«Ми намагаємося придумати препарати, які можна використовувати для маніпуляцій з діяльністю HYPE. Ви можете давати їх пацієнтам, які починають проявляти ознаки Паркінсона або які схильні до агрегування [альфа-синуклеїну]. У цьому напрямку ми хочемо рухатись ”, - пояснює дослідник.
