Болест на Паркинсон: Учените намират нова цел за унищожаване на бучките протеини
Блокирането на ензим може да спре спирането на натрупването на токсични натрупвания на протеини, което се случва в мозъка на хората с болестта на Паркинсон.
До този извод стигнаха учените от Медицинския център на университета Джорджтаун (GUMC) във Вашингтон, окръг Колумбия, след изучаване на ензима, наречен USP13, в мозъка на мишки и хора.
Изследването, което е публикувано в списанието Човешка молекулярна генетика, може да е първият, който обяснява ролята на USP13 в токсичното натрупване на протеинови бучки в мозъка.
Протеиновите натрупвания се наричат тела на Леви и те се срещат и при други невродегенеративни заболявания, включително деменция на тялото на Леви и множествена атрофия на системата.
„Това проучване - казва водещият автор Сяогуанг Лиу, асистент по неврология в GUMC, - предоставя нови доказателства, че USP13 влияе върху развитието и изчистването на натрупванията на телесни протеини на Lewy, което предполага, че насочването към USP13 може да бъде терапевтична цел при болестта на Паркинсон и други подобни форми на невродегенерация. "
Болестта на Паркинсон и телата на Lewy
Болестта на Паркинсон е дегенеративно разстройство, което засяга главно контрола на движението. Типичните симптоми включват треперене, скованост и брадикинезия, което представлява забавяне на движението.
Хората с болестта на Паркинсон също могат да изпитват проблеми със съня, тревожност, депресия, запек и умора.
Според Американската асоциация за болест на Паркинсон около 10 милиона души по света живеят с болестта на Паркинсон. Тази цифра включва около 1 милион души в Съединените щати.
Болестта се проявява главно след 50-годишна възраст, но има по-рядка форма, наречена ранното начало на Паркинсон, която може да се развие в по-млада възраст.
Болестта на Паркинсон унищожава клетките в областта на мозъка, известна като substantia nigra. Нервните клетки в този регион комуникират чрез освобождаване на химически пратеник, наречен допамин. Това взаимодействие помага за „фината настройка“ на контрола на движението.
Учените не са сигурни какво точно причинява смъртта на освобождаващи допамин клетки при болестта на Паркинсон, но телата на Lewy са високо в списъка им на заподозрени.
Следсмъртни прегледи на хора, страдащи от болестта на Паркинсон, са открили телата на Lewy в нервните клетки или невроните на substantia nigra и други части на мозъка.
Протеинът, наречен алфа-синуклеин, е основният компонент на тези токсични кръгови структури. Въпреки това, ролята, която този протеин играе в здравия мозък, е малко неясна.
Алфа-синуклеин и убиквитин тагове
Това, което учените знаят, е, че когато алфа-синуклеин носи етикети на малкия протеин убиквитин, ензимите идват и го отнасят за унищожаване. Процесът на маркиране на протеини за изчистване с помощта на маркери с убиквитин се нарича убиквитинация.
Неотдавнашното проучване разкрива, че USP13 премахва маркерите на убиквитин върху алфа-синуклеин. В резултат на това ензимите не изчистват протеина и той се натрупва, образувайки токсични тела на Леви.
Изследователите показаха, че блокирането на USP13 в миши модели на болестта на Паркинсон кара телата на Lewy да изчезват и също така ги спира да се образуват отново.
Това последва откритието, че мозъчната тъкан след смъртта на хора с болестта на Паркинсон съдържа високи нива на USP13.
Екипът също така изследва връзката между USP13, алфа-синуклеин и друг протеин, който е свързан с болестта на Паркинсон, наречен паркин.
USP13 спря паркина да си върши работата
Паркинът помага за насочване на разграждането на протеините в клетките. Той усеща маркерите на убиквитин и насочва маркирания протеин за разграждане. Учените са идентифицирали връзки между някои форми на болестта на Паркинсон и „загуба на паркинова функция“.
Изглежда, че като премахва етикетите на убиквитин, USP13 предотвратява паркина да изпраща алфа-синуклеин в процеса на управление на отпадъците на клетката.
Използвайки миши модели на болестта на Паркинсон, екипът показа, че както маркирането, така и унищожаването на алфа-синуклеин се увеличават, когато на мишките липсва USP13.
Също така имаше по-малко разрушаване на допаминовите клетки при тези мишки и подобрена двигателна функция.
Сега изследователите искат да разработят блокер на USP13, който лекарите могат да използват като част от терапия, насочена към клирънса на протеини при невродегенеративни заболявания, като болестта на Паркинсон.
„Изчистването на невротоксични протеини, включително алфа-синуклеин, може да зависи от баланса между убиквитинация и деубиквитиниране.“
Сяогуанг Лю, GUMC
