Паркінсона: Модифікований білок діє як наркотик
Нове дослідження, опубліковане в журналі Молекулярна нейробіологія, пропонує перспективну нову стратегію відновлення функціональних рівнів дофаміну в мозку: зміна природного білка, щоб він міг потрапляти в клітини мозку і використовуватись як наркотик.
Хвороба Паркінсона, поступово виснажуючий неврологічний стан, що вражає близько 1 мільйона людей у США, спричинена втратою нейронів, що продукують дофамін.
В даний час дослідники шукають стратегії або для заміни, або відновлення їх функціональних можливостей, або для підвищення рівня дофаміну, який є нейромедіатором, вирішальним для контролю руху.
Зовсім недавно, наприклад, дослідники використовували світло для контролю препарату, який блокує певні рецептори мозку. Блокування цих рецепторів збільшує дофамін.
Інші дослідження використовували вітамін B-3, щоб зупинити загибель нейронів, що продукують дофамін, або припустили, що збільшення дофаміну лише короткими спалахами, а не постійно, може допомогти контролювати рух.
Тепер нове дослідження використовує інший підхід. Спираючись на попередні дослідження, які виділили білок під назвою Nurr1 як перспективну мішень для лікування Паркінсона, міжнародна група вчених змінила білок таким чином, щоб він міг потрапляти в клітини мозку.
У цій формі природний білок може допомогти дофамінергічним нейронам вижити, пояснюють вчені у своїй роботі, першим автором якої був Денніс Паліга, з робочої групи з молекулярної нейробіохімії в Рурському університеті Бохума в Німеччині.
Модифікація білка Nurr1
Паліга та команда пояснюють, що Nurr1 - це фактор транскрипції, який відіграє життєво важливу роль у розвитку та підтримці продукуючих дофамін нейронів у ділянці мозку, яка називається чорна речовина.
Попередні дослідження, на які посилаються автори, виявили дефіцит білка Nurr1 у випадках хвороби Паркінсона, що призвело до переконання, що доповнення рівня Nurr1 може бути гарною терапевтичною стратегією.
Фактори транскрипції допомагають клітинам розвиватися, зв'язуючись з ДНК в ядрі та "вирішуючи", які гени розшифровуються, щоб вони утворювали білки.
Однак у своїй природній формі Nurr1 не може потрапляти в клітини ззовні. Отже, Паліга та команда шукали шляхи, щоб дати їй „посилення сигналу”, що спонукало б це зробити.
Приєднання фрагмента білка, створеного з бактерії Bacillus anthracis до Nurr1 виявився «поштовхом», який шукали дослідники.
"Фрагмент бактеріального білка, який ми використовували, не викликає хвороб", - говорить автор-кореспондент Рольф Хойман. "[Я] не просто містить команду транспортувати щось у клітинку", - додає він.
Коли модифікований білок потрапляє в клітину, він відокремлюється від фрагмента бактеріального білка, вільно націлюючись на гени, що запускають вироблення дофаміну.
Як змінений Nurr1 зупиняє нейродегенерацію
Більш конкретно, подальші лабораторні тести Паліги та його колег показали, що введення модифікованої версії Nurr1 підвищувало рівень ферменту, який є ключовим для синтезу дофаміну, процес, часто порушений у Паркінсона.
Фермент називається тирозингідроксилазою. Культури клітин виявили, що клітини, оброблені Nurr1, виробляють більше цього ферменту, ніж їх необроблені аналоги. Однак обробка клітин білком також зменшила вироблення іншого білка, відомого як Nur77, який регулює загибель клітин.
Нарешті, дослідники перевірили вплив Nurr1 на нейрони, що продукують дофамін, які були оброблені нейротоксином для імітації наслідків хвороби Паркінсона. Модифікований Nurr1 зупинив дегенерацію нейронів.
"Ці висновки, - пояснюють автори дослідження, - можуть мати значення для ядерної доставки фактора транскрипції Nurr1 в контексті лікування на основі білків хвороби Паркінсона".
Співавтор дослідження Себастьян Нойман, який є членом робочої групи з молекулярної нейробіохімії, також коментує висновки.
"Ми сподіваємось, що таким чином ми зможемо прокласти шлях до нової терапії Паркінсона [...] Проте наш злитий білок Nurr1 може просто розпочати розробку нового підходу".
Себастьян Нойман
"Залишається зробити ще багато кроків для того, щоб з'ясувати, чи модифікований білок потрапляє конкретно до потрібних клітин мозку і як його можна застосувати", - підсумовує Нойман.
