Do pierwszych zmian, od których rozpoczyna się proces chorobowy, może dojść jeszcze przed urodzeniem - mówią naukowcy z Cedars-Sinai Medical Center, którzy aktualnie prowadzą badania nad wczesną postacią choroby Parkinsona i szukają nowych sposobów leczenia. Osoby, które zachorowały przed 50-tym rokiem życia mogły urodzić się z wadliwie funkcjonującymi komórkami mózgu, zawiadującymi dopaminą. Te nieprawidłowości pozostają niewykryte przez dziesięciolecia - mówią naukowcy.
Do rozwoju choroby Parkinsona dochodzi, gdy rejony w mózgu, które są odpowiedzialne za wytwarzanie dopaminy, ulegają zniszczeniu lub zaczynają obumierać. Dopamina to neuroprzekaźnik odgrywający ważną rolę w koordynacji motorycznej. Jest syntetyzowana głównie w neuronach oraz w komórkach rdzenia nadnerczy. Zaburzenia w produkcji dopaminy powodują charakterystyczne dla Parkinsona objawy, takie jak sztywność i drżenie mięśni, spowolnienie ruchu, kłopoty z równowagą.
Nieznana jest dokładna przyczyna choroby. Nie potrafimy jej także skutecznie leczyć. Atakuje głównie osoby po 60-tym roku życia. Jednak około 10 procent chorych na Parkinsona jest w wieku od 21 do 50 lat. Naukowców z Cedars-Sinai Medical Center zainteresowała właśnie ta grupa osób, bowiem atak choroby w tak młodym wieku wydaje się mieć specyficzne przyczyny.
Spojrzenie w przeszłość
Do badań wykorzystano komórki krwi pobrane od chorych na Parkinsona, będących jeszcze w młodym wieku. Z tych komórek naukowcy stworzyli tzw. indukowane pluripotencjalne komórki macierzyste (iPSC), stosując specjalne metody inżynierii genetycznej. Dzięki temu otrzymali pulę komórek będących w tzw. zarodkowym stanie pluripotencjalnym. To oznacza, że mogą one być następnie przekształcone w dowolny rodzaj komórek ludzkiego ciała, będąc jednocześnie genetycznie zgodnymi z komórkami pacjenta.
Eksperyment polegał na przekształceniu tych pluripotencjalnych komórek w neurony syntetyzujące dopaminę, które następnie hodowano i analizowano ich funkcje.
Współautor badania, dr Clive Svendsen, profesor nauk biomedycznych i medycyny w Cedars-Sinai, tak opisuje cele badania:
Nasza technika pozwoliła nam spojrzeć w przeszłość pacjenta i zobaczyć, jak neurony odpowiedzialne za dopaminę funkcjonowały od samego początku jego życia.
Co zobaczyli naukowcy?
Eksperyment pokazał, że dopaminergiczne neurony mają co najmniej dwie wady. Jedna z nich powoduje, że dochodzi w nich do nadmiernej akumulacji białka zwanego alfa-synukleiną (ASN). Jest to niskocząsteczkowe białko znajdujące się między innymi w zakończeniach neuronów dopaminergicznych. To właśnie alfa-synukleina ma związek z procesami neurodegeneracyjnymi struktur nerwowych, hamuje bowiem proces syntezy dopaminy. W komórkach nerwowych badanych pacjentów nieprawidłowo działały tzw. lizosomy, czyli organellum komórkowe, odpowiedzialne za rozkładanie białka i innych związków oraz za usuwanie obumarłych części cytoplazmy. Nieprawidłowości w działaniu lizosomów skutkują gromadzeniem się alfa-synukleiny i blokowaniem tym samym produkcji dopaminy.
To były pierwsze dostrzeżone przez badaczy oznaki choroby już na samym początku życia pacjenta. "Potem - przez 20-30 lat - te źle działające dopaminergiczne neurony kumulują alfa-synukleinę i doprowadzają do pojawienia się choroby Parkinsona w stosunkowo młodym wieku" - podkreślają badacze.
Druga dostrzeżona w trakcie eksperymentu nieprawidłowość w neuronach dopaminergicznych to podwyższony poziom aktywnej wersji enzymu o nazwie kinaza białkowa C (PKC). Nie wiadomo jeszcze dokładnie, jaką rolę pełni ten enzym w procesie chorobowym, ale zauważono nieprawidłowości pojawiające się w trakcie procesu jego aktywacji w neuronach.
Naukowcy: znając objawy wczesnej postaci choroby Parkinsona, możemy zaproponować odpowiednie leczenie
Mając pod ręką komórki iPSC badacze przetestowali szereg leków, które mogłyby przeciwstawić się chorobie, działając bezpośrednio na nieprawidłowo działające neurony. Znaleźli jeden, który potencjalnie może pomóc chorym. Jest to lek o nazwie PEP005 (mebutynian ingeniolu) - selektywny drobnocząsteczkowy aktywator kinazy białkowej C (PKC), ekstrahowany z rośliny Euphorbia peplus. Jest lekiem obecnie zatwierdzonym do leczenia niektórych postaci chorób skóry. Naukowcy zaobserwowali, że zmniejszał poziom alfa-synukleiny w komórkach iPSC oraz u doświadczalnych myszy. Lek ma ponadto odpowiedni wpływ na działanie enzymu (kinazy białkowej C). W tej chwili dostępny jest w formie żelu, zatem naukowcy chcą znaleźć inny sposób na dostarczenie tego leku do mózgu.
Wyniki badań opublikowano w Nature Medicine.
