Prelomový objav v boji s Parkinsonovou chorobou: Vedci odhalili, ako toxické proteíny ničia bunky

Parkinsonova choroba ukrýva mnohé tajomstvá. Vedci dlho vedia, že za jej príznakmi stoja nahromadené toxické proteíny v mozgu. Teraz však dánski výskumníci odhalili ďalší spôsob, ako tieto molekuly ničia nervové bunky.

Tím z Aarhus University sa zameral na oligoméry alfa-synukleínu. Tieto menšie molekuly sprevádzajú Parkinsonovu chorobu a pôsobia ešte zákernejšie, než si vedci mysleli. V laboratórnych podmienkach  dokázali prehĺbiť malé póry v membránach buniek.

„Sme prví, ktorí priamo pozorovali, ako tieto oligoméry vytvárajú póry a ako sa správajú,“ vysvetľuje biofyzička Mette Galsgaard Malle. „Je to ako sledovanie molekulárneho filmu v spomalenom zábere.“

Informujú o tom web Science Alert a štúdia uverejnená na portáli ACS Publications. 

Trojstupňový proces ničenia buniek

Výskumníci odhalili presný mechanizmus, ktorým oligoméry poškodzujú bunky. Proces prebieha v troch krokoch: pripojenie, čiastočné vloženie a napokon vytvorenie pórov. Keď sa tieto diery vytvoria, nestávajú sa statickými. Naopak, dynamicky sa otvárajú a zatvárajú.

Tento objav môže vysvetliť, prečo bunky pri Parkinsonovej chorobe neumierajú okamžite. „Keby póry zostali otvorené, bunky by pravdepodobne kolabovali veľmi rýchlo,“ hovorí molekulárny biológ Bo Volf Brøchner. „Ale pretože sa otvárajú a zatvárajú, bunkové pumpy môžu dočasne kompenzovať škody.“

Snímky simulovaných bunkových membrán odhalili zaujímavú preferenciu. Oligoméry uprednostňujú zakrivené membrány, aké nájdeme v mitochondriách – energetických fabrikách buniek. Táto voľba môže vysvetliť, prečo sa energetický metabolizmus pri Parkinsonovej chorobe narúša.

Prečo sa zdravé proteíny menia na nepriateľov

Alfa-synukleín je v zdravom mozgu nevyhnutný. Problém nastáva, keď sa začne správať nezvyčajne a zhlukuje do toxických útvarov. Vedci stále nevedia presne, prečo k tomu dochádza. Môžu za to rôzne faktory vrátane genetiky, stravy či zdravotnej anamnézy.

Zaujímavé je, že hromadenie škodlivých proteínov môže byť súčasne príčinou aj následkom choroby. Tento začarovaný kruh komplikuje hľadanie liečby a pochopenie samotného ochorenia.

Nové poznatky však otvárajú nové možnosti. Výskumníci už testujú nanotelesá, ktoré dokážu identifikovať oligoméry po ich vzniku. Zatiaľ síce nevedia zabrániť tvorbe pórov, ale je to sľubný začiatok.

Hlbší pohľad do laboratórnych podmienok

Vedci vytvorili čistý experimentálny model, ktorý im umožnil merať jednotlivé procesy. Použili umelé bunkové membrány a pozorovali, ako oligoméry postupne prenikajú a poškodzujú ich štruktúru. Každý krok dokumentovali a analyzovali.

Molekuly prechádzajú cez póry do buniek a von z nich, čo vytvára chemickú nerovnováhu. Táto nerovnováha môže byť kľúčovým motorom progresie Parkinsonovej choroby. Bunky strácajú schopnosť regulovať svoj vnútorný obsah.

Dynamické správanie pórov vysvetľuje, prečo bunky neodumierajú naraz, ale postupne slabnú. Dáva to mozgu čas na kompenzáciu, ale zároveň umožňuje postupné zhoršovanie stavu.

Nádej na budúce liečby

Hoci výsledky zatiaľ pochádzajú len z laboratórnych modelov, posúvajú naše chápanie choroby vpred. Ďalším krokom bude overenie poznatkov na živých neurónoch a ich proteínoch. Až potom budú môcť vedci navrhnúť konkrétne liečebné postupy.

„Vytvorili sme čistý experimentálny systém, kde môžeme merať jednu vec naraz,“ vysvetľuje Malle. „Teraz musíme urobiť ďalší krok a preskúmať, čo sa deje v zložitejších biologických systémoch.“

Táto prelomová štúdia otvára úplne nové možnosti pre spomalenie progresie alebo dokonca dlhodobú prevenciu Parkinsonovej choroby. Hlbšie porozumenie mechanizmom na molekulárnej a bunkovej úrovni predstavuje zásadný prvý krok k vývoju účinných, cielených a inovatívnych terapií. Každý nový vedecký objav, nech je akokoľvek malý, nás postupne približuje k riešeniu tejto komplexnej a závažnej neurodegeneratívnej choroby.

Čítaj viac z kategórie: Zaujímavosti