Kunne dette nyopdagede protein hjælpe med at behandle Parkinsons?
Forskere har fundet et protein, der kan hjælpe med at reducere aggregeringen af giftige proteiner i hjernen - et kendetegn for Parkinsons sygdom. Men tilbyder deres opdagelse nyt håb eller bare "en båndhjælp?"
National Institutes of Health vurderer, at omkring 50.000 mennesker i USA modtager en Parkinsons sygdomsdiagnose hvert år.
Denne udbredte tilstand er præget af rysten, langsom bevægelse og nedsat balance og koordination blandt andre symptomer.
Imidlertid forbliver årsagerne ukendte, og behandlinger retter sig kun mod symptomerne og hjælper enkeltpersoner med at klare denne tilstand så godt de kan.
I hjernen er Parkinsons kendetegnet ved et underligt træk - aggregeringen af alfa-synuclein, et protein, der bliver giftigt og forstyrrer neurale veje, når det klæber sammen i store mængder.
Dette sker, når alfa-synuclein foldes forkert, det vil sige, når det folder sig i en forkert form, der ikke tillader det at fungere korrekt, hvilket kan forårsage eller lette sygdomme.
Alpha-synuclein er typisk til stede i høje niveauer i hjernen, og det er også til stede i andet væv i mindre mængder. Alligevel har forskere ingen idé om, hvilken rolle dette protein normalt spiller for at opretholde neurale sundhed eller hvordan man forhindrer det i at misfoldes.
Men en ny undersøgelse fra Purdue University i West Lafayette, IN, har identificeret et protein, der er i stand til at reducere aggregeringen af forkert foldet alfa-synuclein. Resultaterne findes i Journal of Molecular Biology.
Hvordan HYPE kan reducere aggregering
Den nye forskning har fokuseret på det terapeutiske potentiale i et protein kaldet “HYPE”, som, forklarer efterforskerne, er det eneste Fic-protein, der findes i mennesker.
Fic-proteiner hjælper med at afgøre, om en celle overlever eller dør, når den støder på stress, karakteriseret ved forkert foldning af celleproteinerne.
”Da HYPE spiller en så vigtig rolle i, hvordan celler håndterer stress fra misfoldede proteiner, undrede vi os over, om sygdomme, der skyldes misfoldning af proteiner, sandsynligvis skulle have brug for HYPE,” forklarer hovedundersøgelsesforfatter Seema Mattoo, ph.d., en assisterende professor i biologiske videnskaber ved Purdue.
Hun fortsætter: ”Vi ved, at det misfoldede protein i Parkinsons sygdom ofte er [alfa-synuclein]. Så vi spurgte, om HYPE kunne ændre [alfa-synuclein], og hvis ja, hvad er konsekvenserne? "
I den nuværende undersøgelse - som forskerne udførte in vitro ved hjælp af cellekulturer i laboratorieindstillinger - fandt de, at HYPE faktisk kan virke på alfa-synuclein, hvilket mindsker mængden af aggregering af misfoldede proteiner. Forskerne kalder denne proces "AMPylation."
Derefter ønskede holdet at se, om AMPylation faktisk viste noget løfte som en potentiel terapeutisk proces. I Parkinsons sygdom kan aggregerede, misfoldede proteiner punktere neuroner (hjerneceller) membraner og forstyrre deres funktion.
Mattoo og kolleger ønskede at finde ud af, om AMPylation også ville føre til færre huller i membranerne i celler. For at gøre dette brugte de en kombination af lipider til at skabe en overflade, der simulerede den for cellemembraner.
De tilføjede også farvestof til lipiderne, så hvis alfa-synuclein-aggregater punkterede dem, ville handlingen blive synlig gennem lækket farvestof.
Efter at have gjort det, bemærker Mattoo, "Vi fandt ud af, at der blev frigivet mindre farvestof med det modificerede [alfa-synuclein], hvilket betyder at membranen forblev mere intakt."
”Det betyder, at HYPE muligvis kan have en terapeutisk virkning på Parkinsons sygdom,” tilføjer hun. Desuden, som Mattoo og kolleger bemærker i deres studieoplæg, "Dette er den første rapport, der identificerer [alfa-synuclein] som et mål for HYPE."
Går ud over 'Band-Aid?'
I et sidste eksperiment studerede Mattoo og holdet HYPE-modificeret alfa-synuclein ved hjælp af et elektronmikroskop. Dette tillod dem at observere, at alfa-synucleins struktur, efter interaktion med HYPE, havde ændret sig.
Under regelmæssige omstændigheder bemærker forskerne alfa-synuclein-vendinger, hvilket kan forklare dets potentiale til at danne aggregater. Imidlertid, når det blev modificeret af HYPE, havde proteinet en tendens til at vride mindre i stedet for at danne parallelle tråde.
Denne nye modifikation, hævder forskerne, kan forhindre, at alfa-synuclein aggregerer så meget.
Mens den aktuelle forskning viser løfte om at finde nye terapier til Parkinsons sygdom, forklarer undersøgelsesforfatterne, at de stadig har en lang vej at gå.
”Vi forsøger alle at anvende en band-Aid i slutningen af sygdomsprogression, fordi vi ved, at sammenlægning får cellerne til at blive giftige, men hvordan kan vi forhindre det? Der er stadig meget at forstå mekanisk om det i forbindelse med sygdom. ”
Seema Mattoo, Ph.D.
"Vi er i de tidlige stadier [af denne forskning]," indrømmer Mattoo, "men disse resultater giver os en ny vinkel til at se på potentielle lægemidler."
”Vi forsøger at finde på stoffer, der kan bruges til at manipulere HYPEs aktivitet. Du kan give dem til patienter, der begynder at vise tegn på Parkinsons eller er tilbøjelige til at have aggregeret [alfa-synuclein]. Det er den retning, vi ønsker at gå [i], ”forklarer forskeren.
