АЛС: Како 'токсични' протеини могу заштитити неуроне
Истраживачи су сада истражили механизме протеина названог СОД1 за који је познато да игра улогу у амиотрофичној латералној склерози и открили су нека изненађујућа открића.
Научници су открили да, иако мали агрегати СОД1 могу покретати неуролошку болест, могуће је да већи агрегати заиста могу помоћи у заштити неурона.
Водећи аутор студије, др Цхенг Зху - са Универзитета Северне Каролине у Цхапел Хиллу (УНЦ-Цхапел Хилл) - а колеге су недавно известили о својим резултатима у Зборник Националне академије наука.
Амиотрофична латерална склероза (АЛС), позната и као Лоу Гехригова болест, је неуродегенеративна болест за коју се процењује да погађа око 14 000–15 000 људи у Сједињеним Државама.
Код АЛС, моторни неурони - који су нервне ћелије које контролишу добровољно кретање мишића - постепено ће се погоршавати. Како болест напредује, симптоми ће се погоршавати, а људи са тим стањем на крају губе способност да ходају, разговарају и дишу.
Нема лека за АЛС, а већина људи са тим стањем преминула је као резултат респираторне инсуфицијенције. Ово се најчешће дешава у року од 3-5 година од појаве симптома.
Тачан узрок АЛС остаје нејасан, али истраживачи су идентификовали мутације гена СОД1 као могућег кривца.
Студије су сугерисале да ове мутације доводе до производње токсичних протеина СОД1 и да оне формирају влакнасте агрегате који могу да униште моторне неуроне.
Тримери, фибрили и неурони
Као што Зху и колеге објашњавају, постоје две врсте влакнастих агрегата које формирају протеини СОД1: мали агрегати, који су направљени од само неколико протеина СОД1; и већи агрегати или фибрили, који садрже неколико СОД1 протеина.
У претходној студији, тим је открио да влакнасти агрегати направљени од само три протеина СОД1 - који се називају „тримери“ - могу да униште ћелије сличне моторним неуронима. Докази о токсичности већих фибрила су, међутим, ретки, а многа истраживања нису успела да покажу да оне наносе штету неуронима.
Штавише, тим примећује да лекови развијени за уклањање већих влакнастих агрегата из моторних неурона нису показали успех у клиничким испитивањима.
Овде се поставља питање: да ли су то већи влакнасти агрегати стварно узрок неуронске смрти? Да би то сазнали, Зху и колеге су кренули да упоређују ефекте тримера и већих фибрила на неуроне - али ово није било без потешкоћа.
„Један изазов је“, примећује Жу, „тај што мање структуре попут тримера имају тенденцију да постоје само привремено на путу ка формирању већих структура.“
„Али успели смо да пронађемо мутацију СОД1“, додаје он, „која стабилизује тример структуру и другу мутацију која промовише стварање већих влакана на штету мањих структура.“
"Дакле, успели смо да раздвојимо ефекте ове две врсте протеина."
Веће фибриле штите, а не уништавају
У својој студији истраживачи су проценили ефекте мутираних протеина СОД1 на ћелије које су опонашале моторне неуроне који су уништени код људи са АЛС.
У поређењу са ћелијама сличним моторним неуронима које су поседовале нормалне протеине СОД1, научници су открили да мутирани протеини СОД1 који су примарно формирали тримере убијају ћелије сличне моторним неуронима.
„Гледајући разне СОД1 мутанте, приметили смо да је степен токсичности у корелацији са степеном стварања тримера“, каже Зху.
Међутим, открили су да је када мутирани СОД1 производи протеине формира веће фибриле који потискују тримере, функционисање ћелија сличних моторним неуронима било је упоредиво са ћелијама са нормалним СОД1. То сугерише да веће фибриле штите неуроне, а не да их уништавају.
Према истраживачима, ова открића указују да би промовисање стварања фибрила у мозгу могло бити потенцијални третман за АЛС који је покренут мутацијама у гену СОД1.
А могуће користи можда неће бити ограничене на АЛС; бројне неуродегенеративне болести - укључујући Паркинсонову болест и Алцхајмерову болест - покрећу агрегати типа фибрила.
„Иако АЛС повезан са СОД1 представља мали део свих случајева АЛС-а, откривање порекла неуротоксичности у агрегацији СОД1 може осветлити основне узроке читаве класе неуродегенеративних болести.“
Старији аутор др Николаи Докхолиан, УНЦ-Цхапел Хилл
Истраживачи сада планирају да сазнају више о томе како мутирани протеини СОД1 производе тримере и идентификују лекове који могу блокирати њихово стварање.
