PARKINSON'S: MOŽE LI OVA 'KARIKA KOJA NEDOSTAJE' BITI UZROK?

Znanstvenici su sada identificirali neispravan stanični proces koji je možda zajednički različitim oblicima Parkinsonove bolesti i predlažu mehanizam putem kojeg bi to moglo dovesti do bolesti.

Istraživači su bacili novo svjetlo na potencijalni uzrok Parkinsonove bolesti.

Ovaj postupak uključuje skupinu lipida ili masnih molekula nazvanih keramidi, koji se nalaze u staničnim membranama i igraju važnu ulogu u njihovoj funkciji i strukturi.

Rad koji je sada objavljen u časopisu Metabolizam stanica opisuje kako je tim - na Medicinskom fakultetu Baylor u Houstonu u saveznoj državi Texas - donio neočekivano otkriće u modelu voćne muhe neispravnog stanja gena s Parkinsonovim simptomima.

Prethodne studije identificirale su gene i defekte stanica povezanih s Parkinsonovom bolešću i drugim poremećajima mozga sa sličnim simptomima. Istraživači sugeriraju da su keramidi "karika koja nedostaje" nego što ih povezuje.

"Brojni geni", tvrdi viši autor studije Hugo J. Bellen, profesor molekularne i humane genetike i neuroznanosti na Medicinskom fakultetu Baylor, "povezani su s Parkinsonovom bolešću ili Parkinsonovim bolestima; unatoč tome, još uvijek se malo razumije kako ti geni uzrokuju ova stanja. "

Parkinsonova bolest i parkinsonizam

Parkinsonova bolest utječe na kretanje i s vremenom će se pogoršavati. Tipični simptomi uključuju drhtanje, ukočenost mišića i usporenost. Može imati i nemotoričke simptome, poput poremećaja spavanja, depresije, tjeskobe i umora.

Širom svijeta ima oko 10 milijuna ljudi s Parkinsonovom bolešću, a oko 1 milijun živi u Sjedinjenim Državama.

Iako bolest uglavnom napada nakon 50. godine života, postoji oblik koji se naziva Parkinsonov rani početak i koji se razvija kod mlađih ljudi.

Bolest se razvija zbog uništavanja živčanih stanica ili neurona u dijelu mozga koji kontrolira kretanje. Stanice proizvode kemikaliju nazvanu dopamin koja prenosi poruke između mozga i ostatka tijela koje su važne za kontrolu kretanja.

Parkinsonizam je općeniti pojam za stanja koja proizvode simptome koji su slični simptomima Parkinsonove bolesti, posebno usporenost pokreta ili bradikinezija, što je "značajka koja definira". Parkinsonova bolest je najčešći uzrok parkinsonizma.

Model voćne muhe parkinsonizma

Studija je započela istraživanjem ljudskog gena PLA2GA6. Poznato je da mutacije gena uzrokuju parkinsonizam i druge poremećaje koji uključuju gubitak moždanog tkiva.

Prethodne studije pokazale su da gen sadrži upute za stvaranje enzima nazvanog fosfolipaza. Enzim djeluje na fosfolipide, skupinu masti za koju se zna da je važna komponenta živčanog sustava, ali osim toga o njima se ne zna puno.

Proučavati učinke PLA2GA6 u stanicama su istraživači koristili model voćne muhe parkinsonizma koji se stvara ušutkivanjem iPLA2-VIA, što je muški ekvivalent ljudskog gena.

Muhe kojima je nedostajao gen živjele su trećinu koliko i normalne muhe, a njihove stanice imale su slične značajke kao i ljudske stanice PLA2G6 mutacije.

Istraživači su također potvrdili, u skladu s prethodnim studijama, da su mlade mutirane muhe bile zdrave, ali su postupno razvijale neurodegeneraciju kako su starele.

Nedostaci živčanog sustava

Također su otkrili da nedostatak gena ima još dva učinka na muhe: trebalo im je više vremena da se oporave od fizičkih utjecaja, a pokazali su i progresivne probleme s vizualnim odgovorom. Oba učinka sugeriraju nedostatke živčanog sustava.

Kada su elektronskim mikroskopima ispitivali neurone u očima mutiranih muha, znanstvenici su otkrili da njihove membrane sadrže abnormalne "inkluzije" ili nakupine, koje nisu bile prisutne u normalnim muhama.

Također su pronašli nekoliko drugih abnormalnosti, uključujući malformirane mitohondrije i abnormalno velike lizosome. Mitohondriji su odjeljci unutar stanica koji stvaraju energiju za stanicu. Abnormalnosti u mitohondrijima često se nalaze kod Parkinsonove bolesti.

Lizosomi su druga vrsta odjeljka unutar stanica koji djeluju kao centri za recikliranje istrošenih staničnih materijala, uključujući membrane.

Kad zajedno gledaju ove rezultate, oni ukazuju na „da iPLA2-VIA gen je važan za održavanje pravilne strukture i oblika membrane “, napominje prof. Bellen.

Istraživači su pretpostavili da zbog iPLA2-VIA gen daje upute za stvaranje enzima koji djeluje na fosfolipide, oni bi pronašli probleme s fosfolipidima u muhama bez gena. To bi onda objasnilo rezultate.

Uloga ceramida

Međutim, na njihovo iznenađenje, istraživači nisu pronašli ono što su očekivali. Fosfolipidi u mutiranim mušicama ponašali su se normalno.

Pažnju su usmjerili na druge lipide i tada su primijetili abnormalno visoku razinu keramida u datotekama kojima nedostaje iPLA2-VIA gen.

Zatim su dali neke od mutiranih muha lijekova koji blokiraju proizvodnju ceramida. Tim je otkrio da, u usporedbi s neliječenim mutiranim mušicama, liječene mutirane muhe nisu imale samo niže razine ceramida u svojim stanicama, već su također pokazale smanjene simptome neurodegeneracije i nekoliko drugih nedostataka živčanog sustava. Njihove stanice imale su i manje abnormalnosti u lizosomima.

Daljnja istraga otkrila je da problem leži u obnavljanju i recikliranju lipida u keramidima. Druga komponenta stanice koja se naziva retromer pronalazi i ekstrahira lipide prije nego što uđu u lizosome radi recikliranja i šalje ih u membrane. Ako se lipidi ne ekstrahiraju, na kraju se recikliraju kako bi se dobilo više ceramida.

Ako retromer ne radi pravilno, razina ceramida će se povećati, što uzrokuje ukočenost staničnih membrana. Ovo postavlja začarani krug koji dodatno onemogućava retromer, uzrokujući daljnji porast razine ceramida. Na kraju to uzrokuje neurodegeneraciju.

Ostale poveznice i alfa-sinuklein

U drugom dijelu studije, tim je potvrdio da mutirane muhe imaju nižu razinu retromernih proteina nazvanih VPS35 i VPS26. U normalnih muha, one se vežu na protein iPLA2-VIA i pomažu stabilizirati funkciju retromera.

Daljnji testovi pokazali su da je poboljšanje funkcije retromera dovelo do smanjenja nedostataka uočenih u mutiranih voćnih muha kojima je nedostajalo iPLA2-VIA gen. „Zanimljivo je", napominje prof. Bellen, „mutacije u Vps35 gen također uzrokuje Parkinsonovu bolest. "

Istraživači su ponovili nalaze koristeći laboratorijski uzgojene stanice životinjskog mozga. Također su otkrili da visoka razina proteina koji se često nalazi u mozgu kod Parkinsonove bolesti, nazvanog alfa-sinuklein, također uzrokuje disfunkciju retromera, velike lizosome i raste razina ceramida.

Istraživači sugeriraju da njihova otkrića otkrivaju novu vezu između prethodno nepovezanih obilježja Parkinsonove bolesti.