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.
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.
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.
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.