Паркинсон: Модифицираният протеин действа като наркотик
Ново изследване, публикувано в списанието Молекулярна невробиология, предлага обещаваща нова стратегия за възстановяване на функционални нива на допамин в мозъка: промяна на естествено срещащ се протеин, така че той да може да влезе в мозъчните клетки и да се използва като лекарство.
Болестта на Паркинсон, прогресивно инвалидизиращо неврологично състояние, засягащо около 1 милион души в Съединените щати, е причинена от загубата на неврони, произвеждащи допамин.
Понастоящем изследователите търсят стратегии или за замяна или възстановяване на тяхната функционалност, или за повишаване на нивата на допамин, който е невротрансмитер от решаващо значение за контролиране на движението.
Съвсем наскоро, например, изследователите използват светлина, за да контролират лекарство, което блокира определени рецептори в мозъка. Блокирането на тези рецептори увеличава допамина.
Други проучвания използват витамин В-3, за да спрат смъртта на произвеждащите допамин неврони или предполагат, че увеличаването на допамина само с кратки изблици, а не постоянно, може да помогне за контролиране на движението.
Сега ново проучване използва друг подход. Въз основа на предишни изследвания, които изтъкват протеин, наречен Nurr1, като обещаваща лекарствена цел за Паркинсон, международен екип от учени е променил протеина по начин, който му позволява да влезе в мозъчните клетки.
В тази форма естествено срещащият се протеин може да помогне на допаминергичните неврони да оцелеят, обясняват учените в своя доклад, чийто първи автор е Денис Палига, от работната група по молекулярна невробиохимия в Ruhr-Universität Bochum в Германия.
Модифициране на протеина Nurr1
Палига и екипът обясняват, че Nurr1 е транскрипционен фактор, който играе жизненоважна роля в развитието и поддържането на произвеждащите допамин неврони в мозъчна област, наречена substantia nigra.
Предишни проучвания, на които се позовават авторите, откриват дефицит на протеина Nurr1 в случаите на болест на Паркинсон, което води до убеждението, че допълването на нивата на Nurr1 може да бъде добра терапевтична стратегия.
Транскрипционните фактори помагат на клетките да се развият, като се свързват с ДНК в ядрото и „решават“ кои гени се декодират, така че да образуват протеини.
Въпреки това, в естествената си форма, Nurr1 не може да влезе в клетките отвън. И така, Палига и екипът потърсиха начини да му дадат „усилване на сигнала“, което да го подтикне да го направи.
Прикрепване на протеинов фрагмент, създаден от бактерията Bacillus anthracis до Nurr1 се оказа „тласъкът“, който изследователите търсеха.
„Фрагментът от бактериален протеин, който използвахме, не предизвиква заболявания“, заявява съответният автор Ролф Хюман. „[Аз] не съдържа само командата за транспортиране на нещо в клетката“, добавя той.
Когато модифицираният протеин влезе в клетката, той се отделя от бактериалния протеинов фрагмент, свободен да насочи гените, които задействат производството на допамин.
Как промененият Nurr1 спира невродегенерацията
По-конкретно, по-нататъшни лабораторни тестове от Paliga и колеги разкриват, че администрирането на модифицираната версия на Nurr1 повишава нивата на ензим, който е ключов за синтеза на допамин, процес, често нарушен при Паркинсон.
Ензимът се нарича тирозин хидроксилаза. Клетъчните култури разкриват, че третираните с Nurr1 клетки произвеждат повече от този ензим, отколкото техните необработени аналози. Въпреки това, третирането на клетките с протеин също намалява производството на друг протеин, известен като Nur77, който регулира клетъчната смърт.
И накрая, изследователите тестваха ефекта на Nurr1 върху произвеждащите допамин неврони, които са били лекувани с невротоксин, за да симулират ефектите от болестта на Паркинсон. Модифицираният Nurr1 спря дегенерацията на невроните.
„Тези констатации,“ обясняват авторите на изследването, „могат да имат значение за ядреното доставяне на транскрипционен фактор Nurr1 в контекста на лечение на базата на протеини при болестта на Паркинсон.“
Съавторът на изследването Себастиан Нойман - който е член на работната група по молекулярна невробиохимия - също коментира констатациите.
„Надяваме се, че по този начин можем да проправим пътя за новата терапия на Паркинсон [...] И все пак, нашият синтетичен протеин Nurr1 може просто да започне развитието на нов подход.“
Себастиан Нойман
„Все още трябва да се предприемат много стъпки, за да се изясни дали модифицираният протеин достига конкретно до правилните клетки в мозъка и как може да бъде приложен“, заключава Нойман.
