Транспортни квар у можданим ћелијама може довести до Алцхајмерове, Паркинсонове
Након проучавања процеса код мишева и муха, научници сугеришу да би неуспех у транспорту молекуларних машина које разграђују протеине у ћелијама могао да лежи у срцу неуродегенеративних болести попут Алцхајмерове и Паркинсонове болести.
Способност раздвајања протеина који су оштећени, погрешног облика или вишка захтева пресудна је функција у живим ћелијама. Овај процес се дешава на одређеним местима унутар ћелије.
Неке од ових локација могу бити удаљене више од 1 метра од ћелијског тела у неуронима или нервним ћелијама, јер леже дуж њихових аксона, дугих танких влакана која их повезују са другим неуронима.
Ћелије користе сложене молекуларне машине зване протеасоми да разграђују протеине на њиховим специфичним местима деловања.
Једно од обележја неуродегенеративне болести је накупљање протеина који нису успели да се разграде.
Примери укључују акумулацију бета-амилоида у Алзхеимеровој болести и алфа-синуклеина у Паркинсоновој болести.
Како се неразграђени протеини акумулирају, лепе се једни за друге и друге супстанце, зачепљују мождане ћелије и нарушавају њихову функцију. Ћелије на крају престају да раде и умиру.
Квар у транспорту
Ново истраживање, које су спровели научници са Универзитета Роцкефеллер у Њујорку у држави Њујорк, подржава идеју да би неуспех у транспорту протеасома могао бити узрок накупљања протеина који се јавља код неуродегенеративне болести.
Истраживачи извештавају о својим налазима у два недавна рада - једном у Развојна ћелија а друга у ПНАС.
„Ово је прва студија која је пронашла механизам помоћу којег се протеасоми премештају у нервне завршетке да би обављали свој посао“, каже проф. Херманн Стеллер, који је старији аутор у обе студије.
„Када се овај механизам прекине“, додаје он, „постоје тешке последице по функцију и дугорочно преживљавање нервних ћелија.“
У првој студији, он и његове колеге истраживали су протеасоме код воћних мува и мишева. Тамо су открили да је протеин протеасом инхибитор 31 (ПИ31) неопходан за транспорт протеасома у аксонима неурона.
Чини се да ПИ31 помаже протеасомима да се спајају са молекуларним моторима који их превозе, а такође промовише кретање мотора. Без ПИ31, транспорт протеасомом престаје.
Манипулација генима баца више светла
У другој студији, истраживачи су темељније истражили ПИ31 манипулишући његовим геном.
Мишеве су дизајнирали тихо ПИ31 гени у две врсте можданих ћелија које имају дугачке аксоне.
Са искљученим геном, те ћелије нису могле да производе протеин ПИ31 и да преносе протеасоме.
Научници су видели како је то довело до накупљања абнормалних протеина на крајевима дугих аксона, или „дисталних врхова неурона“.
Такође су видели да неурони којима недостаје ПИ31 изгледају чудно.
„Структурни недостаци“ били су посебно уочљиви на гранама аксона и синапсама, које чине спојеве између неурона.
„Приметно је да су ове структурне промене постајале све теже са годинама“, примећује проф. Стелер.
Објашњава да их је, када су посматрали мишеве са тим дефектима, подсетило на „тешке поремећаје понашања и анатомске појаве које видимо код неке људске неурогенеративне болести“.
Потенцијал за нове третмане
Истраживачи верују да ће њихови налази повећати знање о улози ПИ31 у неуродегенеративним болестима.
На пример, постоји озбиљна врста Паркинсонове болести која напада раније у животу од осталих врста због мутације ПАРК15 ген.
Научници су то предложили јер ПАРК15 у интеракцији са ПИ31, његово нарушавање може ометати активност протеасома.
Истраживачи већ истражују како да користе ПИ31 и молекуле са којима он комуницира као циљеве лекова.
Надају се да би то могло довести до третмана који рано интервенишу у процесу болести јер је ПИ31 активан током раног формирања нервних ћелија.
Још један пут којим се они баве је како поново покренути заустављени протеасомски превоз.
Иако се ново истраживање фокусира на механизме накупљања протеина, проф. Стелер не верује да је то главни узрок, већ више симптом нечега већег што се дешава.
„Наш рад сугерише да заиста започиње са локалним дефектом у протеасомима, што резултира неуспехом у разградњи протеина који су критични за функцију нерва.“
Проф. Херманн Стеллер
