Parkinsona slimība: Modificēts proteīns darbojas kā zāles
Jauns pētījums, kas publicēts žurnālā Molekulārā neirobioloģija, piedāvā daudzsološu jaunu stratēģiju dopamīna funkcionālā līmeņa atjaunošanai smadzenēs: dabiski sastopama proteīna nomaiņa, lai tā varētu iekļūt smadzeņu šūnās un izmantot kā narkotiku.
Parkinsona slimību, kas pakāpeniski novājina neiroloģisko stāvokli, kas ietekmē apmēram 1 miljonu cilvēku Amerikas Savienotajās Valstīs, izraisa dopamīnu ražojošo neironu zudums.
Pašlaik pētnieki meklē stratēģijas, lai vai nu aizstātu vai atjaunotu to funkcionalitāti, vai paaugstinātu dopamīna līmeni, kas ir neirotransmiteris, kas ir izšķirošs kustību kontrolei.
Piemēram, nesen pētnieki ir izmantojuši gaismu, lai kontrolētu zāles, kas bloķē noteiktus smadzeņu receptorus. Bloķējot šos receptorus, palielinās dopamīns.
Citos pētījumos ir izmantots B-3 vitamīns, lai apturētu dopamīnu ražojošo neironu nāvi, vai arī tika ierosināts, ka dopamīna palielināšana tikai īsos sprādzienos, nevis pastāvīgi, var palīdzēt kontrolēt kustību.
Tagad jaunam pētījumam ir cita pieeja. Balstoties uz iepriekšējiem pētījumiem, kas kā daudzsološu Parkinsona zāļu mērķi izdalīja olbaltumvielu, ko sauc par Nurr1, starptautiska zinātnieku grupa ir mainījusi olbaltumvielu tādā veidā, kas ļauj tai iekļūt smadzeņu šūnās.
Šajā formā dabā esošais proteīns var palīdzēt izdzīvot dopamīnerģiskajiem neironiem, paskaidro zinātnieki savā rakstā, kura pirmais autors bija Deniss Paliga no Molekulārās neiroķīmijas ķīmijas darba grupas Rūras Universitātes Bohumā (Vācija).
Nurr1 proteīna modificēšana
Paliga un komanda skaidro, ka Nurr1 ir transkripcijas faktors, kam ir būtiska loma dopamīnu ražojošo neironu attīstībā un uzturēšanā smadzeņu zonā, ko sauc par substantia nigra.
Iepriekšējie pētījumi, uz kuriem atsaucās autori, ir atklājuši Nurr1 olbaltumvielu deficītu Parkinsona slimības gadījumos, kas liek domāt, ka Nurr1 līmeņa papildināšana varētu būt laba terapeitiskā stratēģija.
Transkripcijas faktori palīdz šūnām attīstīties, saistoties ar kodola DNS un “izlemjot”, kuri gēni tiek dekodēti, lai tie veidotu olbaltumvielas.
Tomēr dabiskajā formā Nurr1 nevar iekļūt šūnās no ārpuses. Tātad, Paliga un komanda meklēja veidus, kā dot tai “signāla palielinājumu”, kas pamudinātu to darīt.
Pievienojot olbaltumvielu fragmentu, kas izveidots no baktērijas Bacillus anthracis uz Nurr1 izrādījās “stimuls”, ko pētnieki meklēja.
"Baktēriju olbaltumvielu fragments, ko mēs izmantojām, neizraisa slimības," norāda atbilstošais autors Rolfs Heumans. "[Man] nav tikai komandas kaut ko transportēt šūnā," viņš piebilst.
Kad modificētais proteīns nonāk šūnā, tas atdalās no baktēriju olbaltumvielu fragmenta, brīvi mērķējot uz gēniem, kas iedarbina dopamīna ražošanu.
Kā izmainītais Nurr1 aptur neirodeģenerāciju
Konkrētāk, Paligas un viņa kolēģu turpmākie laboratorijas testi atklāja, ka, ievadot modificētu Nurr1 versiju, paaugstināts fermenta līmenis, kas ir galvenais dopamīna sintēzē - process, kas bieži tiek traucēts Parkinsona slimībā.
Fermentu sauc par tirozīna hidroksilāzi. Šūnu kultūras ir atklājušas, ka ar Nurr1 apstrādātās šūnas ražo vairāk šī enzīma nekā to neapstrādātie kolēģi. Tomēr, apstrādājot šūnas ar olbaltumvielām, samazinājās arī cita proteīna, kas pazīstams kā Nur77, ražošana, kas regulē šūnu nāvi.
Visbeidzot, lai simulētu Parkinsona slimības sekas, pētnieki pārbaudīja Nurr1 ietekmi uz dopamīnu ražojošajiem neironiem, kas tika ārstēti ar neirotoksīnu. Modificētais Nurr1 pārtrauca neironu deģenerāciju.
"Šie atklājumi," paskaidro pētījuma autori, "var būt nozīmīgi Nurr1 transkripcijas faktora kodolenerģijas piegādei Parkinsona slimības olbaltumvielu ārstēšanas kontekstā."
Pētījuma līdzautors Sebastians Neimans, kurš ir saistīts ar molekulārās neiroķīmijas darba grupu, arī komentē secinājumus.
"Mēs ceram, ka tādējādi varēsim sagatavot ceļu jaunai Parkinsona terapijai […]. Tomēr mūsu Nurr1 kodolsintēzes proteīns var tikai sākt jaunas pieejas izstrādi."
Sebastians Neimans
"Vēl ir jāveic daudzi pasākumi, lai noskaidrotu, vai modificētais proteīns īpaši nonāk pareizajās smadzeņu šūnās un kā to varētu pielietot," secina Neimans.
