Είδαν πως προκαλείται η νόσος του Πάρκινσον! Researchers identify when Parkinson’s proteins become toxic to brain cells

Παρατηρήθηκε για πρώτη φορά το πώς οι πρωτεΐνες στον εγκέφαλο γίνονται τοξικές. Researchers have used a non-invasive method of observing how the process leading to Parkinson’s disease takes place at the nanoscale, and identified the point in the process at which proteins in the brain become toxic, eventually leading to the death of brain cells. Zoomed-in super-resolution (dSTORM) images of the fibrils inside the neuron formed of exogenous ‘’seed’’ fibrils (green) elongated by endogenous ?-synuclein (red). Credit: Dorothea Pinotsi

Επιστήμονες στη Βρετανία, με επικεφαλής μια Ελληνίδα, κατάφεραν να παρατηρήσουν για πρώτη φορά τη στιγμή ακριβώς που οι πρωτεΐνες γίνονται τοξικές για τα εγκεφαλικά κύτταρα, προκαλώντας έτσι τη νόσο Πάρκινσον.

Η πρωτεΐνη

Χάρη στη νέα μη επεμβατική μέθοδο, που επιτρέπει την παρατήρηση σε νανοκλίμακα, κατέστη δυνατό να μπει η νόσος Πάρκινσον στο...νανοσκόπιο. Όπως διαπιστώθηκε, η ίδια πρωτεΐνη, η άλφα-συνουκλεΐνη, ανάλογα με την τρισδιάστατη δομή που παίρνει κάθε φορά, μπορεί να λειτουργεί είτε προστατευτικά, είτε τοξικά.

Η ανακάλυψη μπορεί να φωτίσει καλύτερα πώς και γιατί οι άνθρωποι εκδηλώνουν τη νευροεκφυλιστική πάθηση, καθώς επίσης να ανοίξει νέους θεραπευτικούς δρόμους. Οι ερευνητές, με επικεφαλής την δρ. Δωροθέα Πινότση του Τμήματος Χημικής Μηχανικής και Βιοτεχνολογίας του Πανεπιστημίου Κέμπριτζ, έκαναν τη σχετική δημοσίευση στην επιθεώρηση «PNAS».

Το μικροσκόπιο

Χρησιμοποιώντας ένα οπτικό μικροσκόπιο υπερ-υψηλής ανάλυσης, οι ερευνητές κατάφεραν να μελετήσουν σε πραγματικό χρόνο σε πειραματόζωα (αρουραίους) τη συμπεριφορά των διαφορετικών μορφών της εν λόγω πρωτεϊνης και πώς αυτές επιδρούν σε ζωντανούς νευρώνες.

«Με αυτές τις τεχνικές, μπορούμε πραγματικά να δούμε λεπτομέρειες που δεν ήμασταν σε θέση να δούμε πριν, έτσι πιθανώς θα καταφέρουμε να αντιμετωπίσουμε την τοξική δράση σε πρώιμο στάδιο» δήλωσε η Πινότση.

Η νόσος Πάρκινσον προκαλείται, όταν πρωτεΐνες παίρνουν αφύσικα σχήματα και, προσκολλώμενες μεταξύ τους, σχηματίζουν τελικά ινίδια αμυλοειδούς, γνωστά και ως σωμάτια Lewy, το «σήμα κατατεθέν» της πάθησης.

Η πάθηση

“The damage appears to be done before visible fibrils are even formed.” -  Dr Dorothea Pinotsi

Μετά τη νόσο Αλτσχάιμερ, η νόσος Πάρκινσον είναι η δεύτερη πιο διαδεδομένη νευροεκφυλιστική πάθηση παγκοσμίως. Από αυτή πάσχουν πάνω από επτά εκατομμύρια άνθρωποι. Τα συμπτώματα περιλαμβάνουν τρέμουλο (συνήθως στα χέρια), ακαμψία, δυσκολία βάδισης και, σε κατοπινό στάδιο, άνοια.

«Τα ευρήματά μας αλλάζουν τον τρόπο που βλέπουμε τη νόσο, επειδή δείχνουν ότι η ζημιά στους νευρώνες μπορεί να συμβεί, όταν απλώς υπάρχει έξτρα αφύσικη πρωτεϊνη άλφα-συνουκλεϊνη στο κύτταρο. Είναι αυτή η πρόσθετη ποσότητα της εν λόγω πρωτεϊνης που φαίνεται να προκαλεί τις τοξικές επιδράσεις, που έχουν ως συνέπεια τον θάνατο των εγκεφαλικών κυττάρων», όπως είπε η Πινότση. Η αλλοίωση της δομής της άλφα-συνουκλεϊνης μπορεί να προκληθεί από γενετικά αίτια, από τη γήρανση ή πιθανώς ακόμη και από τραύμα στο κεφάλι.

Πηγή: Dorothea Pinotsi et. al. Nanoscopic insights into seeding mechanisms and toxicity of α-synuclein species in neurons. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2016 DOI:10.1073/pnas.1516546113