Boala Parkinson: Oamenii de știință găsesc o nouă țintă pentru a distruge aglomerările de proteine
Blocarea unei enzime ar putea opri acumularea de aglomerări toxice de proteine care apare în creierul persoanelor cu boală Parkinson.
Aceasta a fost concluzia la care au ajuns oamenii de știință de la Georgetown University Medical Center (GUMC) din Washington, D.C., după ce au studiat enzima, numită USP13, în creierul șoarecilor și al oamenilor.
Studiul, care apare în jurnal Genetica moleculară umană, poate fi primul care explică rolul USP13 în acumularea toxică a aglomerărilor de proteine din creier.
Acumularile de proteine se numesc corpuri Lewy și apar și în alte boli neurodegenerative, inclusiv demența corpului Lewy și atrofia sistemului multiplu.
„Acest studiu”, spune autorul principal Xiaoguang Liu, profesor asistent de neurologie la GUMC, „oferă dovezi noi că USP13 afectează dezvoltarea și eliminarea aglomerărilor de proteine ale corpului Lewy, sugerând că țintirea USP13 poate fi o țintă terapeutică în boala Parkinson și alte aspecte similare forme de neurodegenerare. "
Boala Parkinson și corpurile lui Lewy
Boala Parkinson este o tulburare degenerativă care afectează în principal controlul mișcărilor. Simptomele tipice includ tremor, rigiditate și bradikinezie, care este o încetinire a mișcării.
Persoanele cu boala Parkinson pot prezenta, de asemenea, probleme de somn, anxietate, depresie, constipație și oboseală.
Potrivit Asociației Americane a Bolii Parkinson, aproximativ 10 milioane de oameni din întreaga lume trăiesc cu boala Parkinson. Această cifră include aproximativ 1 milion de persoane din Statele Unite.
Boala se prezintă în principal după vârsta de 50 de ani, dar există o formă mai rară numită Parkinson cu debut precoce care se poate dezvolta la o vârstă mai mică.
Boala Parkinson distruge celulele dintr-o regiune a creierului cunoscută sub numele de substantia nigra. Celulele nervoase din această regiune comunică prin eliberarea unui mesager chimic numit dopamină. Această interacțiune ajută la „reglarea fină” a controlului mișcării.
Oamenii de știință nu sunt siguri cu exactitate de ce cauzează moartea celulelor care eliberează dopamină în boala Parkinson, dar corpurile Lewy se află pe lista suspecților.
Examenele post-mortem ale persoanelor care au avut boala Parkinson au descoperit corpuri Lewy în celulele nervoase sau neuroni ai substanței negre și în alte părți ale creierului.
O proteină numită alfa-sinucleină este o componentă primară a acestor structuri toxice, circulare. Cu toate acestea, rolul pe care îl joacă această proteină în creierul sănătos este oarecum neclar.
Etichete alfa-sinucleină și ubiquitină
Ceea ce știu oamenii de știință este că, atunci când alfa-sinucleina poartă etichete ale micii proteine ubiquitin, enzimele vin și o duc la distrugere. Procesul de marcare a proteinelor pentru eliminare folosind etichete de ubiquitină se numește ubiquitinare.
Studiul recent relevă faptul că USP13 elimină etichetele de ubiquitină de pe alfa-sinucleina. Ca urmare, enzimele nu elimină proteina și se acumulează pentru a forma corpuri Lewy toxice.
Cercetătorii au arătat că blocarea USP13 la modelele de șoareci ale bolii Parkinson a făcut ca corpurile Lewy să dispară și, de asemenea, să le oprească din nou formarea.
Aceasta a urmat descoperirii că țesutul cerebral postmortem al persoanelor cu boala Parkinson conținea niveluri ridicate de USP13.
Echipa a investigat, de asemenea, relația dintre USP13, alfa-sinucleina și o altă proteină care este legată de boala Parkinson numită parkin.
USP13 l-a oprit pe Parkin să-și facă treaba
Parkin ajută la direcționarea descompunerii proteinelor din celule. Simte etichetele ubiquitinei și vizează proteina marcată pentru degradare. Oamenii de știință au identificat legături între unele forme de boală Parkinson și „pierderea funcției parkin”.
Se pare că, prin eliminarea etichetelor de ubiquitină, USP13 împiedică parkinul să trimită alfa-sinucleina în procesul de gestionare a deșeurilor celulei.
Folosind modele de șoareci ale bolii Parkinson, echipa a arătat că atât marcarea, cât și distrugerea alfa-sinucleinei au crescut atunci când șoarecii nu aveau USP13.
A existat, de asemenea, mai puțină distrugere a celulelor dopaminei la acești șoareci și îmbunătățirea funcției motorii.
Cercetătorii doresc acum să dezvolte un blocant USP13 pe care medicii îl pot folosi ca parte a unei terapii care vizează eliminarea proteinelor în bolile neurodegenerative, cum ar fi boala Parkinson.
Clearance-ul proteinelor neurotoxice, inclusiv alfa-sinucleina, poate depinde de echilibrul dintre ubiquitinare si dezubiquitinare.
Xiaoguang Liu, GUMC
