Parkinson: Değiştirilmiş protein bir ilaç gibi çalışır

Dergide yayınlanan yeni araştırma Moleküler Nörobiyoloji, beyindeki işlevsel dopamin seviyelerini eski haline getirmek için umut verici yeni bir strateji sunuyor: doğal olarak oluşan bir proteini beyin hücrelerine girip ilaç olarak kullanılabilecek şekilde değiştirmek.

Nurr1 proteininin değiştirilmiş bir versiyonu, beynin substantia nigrasındaki (burada gösterilmektedir) nöronların daha uzun süre hayatta kalmasına yardımcı olur.

Amerika Birleşik Devletleri'nde yaklaşık 1 milyon insanı etkileyen, giderek güçten düşüren nörolojik bir durum olan Parkinson hastalığı, dopamin üreten nöronların kaybından kaynaklanmaktadır.

Şu anda araştırmacılar, işlevselliklerini değiştirmek veya eski haline getirmek ya da hareketi kontrol etmek için çok önemli bir nörotransmiter olan dopamin seviyelerini yükseltmek için stratejiler arıyorlar.

Örneğin son zamanlarda araştırmacılar, beyindeki belirli reseptörleri bloke eden bir ilacı kontrol etmek için ışığı kullandılar. Bu reseptörleri bloke etmek dopamini artırır.

Diğer çalışmalar, dopamin üreten nöronların ölümünü durdurmak için B-3 vitamini kullandı veya dopamini sürekli olarak değil, yalnızca kısa patlamalarda artırmanın hareketi kontrol etmeye yardımcı olabileceğini öne sürdü.

Şimdi, yeni bir çalışma başka bir yaklaşımı benimsiyor. Nurr1 adlı bir proteinin Parkinson hastalığı için ümit verici bir ilaç hedefi olarak belirleyen önceki araştırmalara dayanarak, uluslararası bir bilim insanı ekibi proteini beyin hücrelerine girmesine izin verecek şekilde değiştirdi.

Bu formda, doğal olarak oluşan protein, dopaminerjik nöronların hayatta kalmasına yardımcı olabilir, ilk yazarı Almanya'daki Ruhr-Universität Bochum'daki Moleküler Nörobiyokimya çalışma grubundan Dennis Paliga olan bilim adamlarını makalelerinde açıklar.

Nurr1 proteinini değiştirmek

Paliga ve ekibi, Nurr1'in substantia nigra adı verilen bir beyin bölgesinde dopamin üreten nöronların gelişimi ve sürdürülmesinde hayati bir rol oynayan bir transkripsiyon faktörü olduğunu açıklıyor.

Yazarlar tarafından atıfta bulunulan önceki çalışmalar, Parkinson hastalığı vakalarında Nurr1 proteininin eksikliğini bulmuş ve bu da Nurr1 seviyelerinin takviye edilmesinin iyi bir terapötik strateji olabileceği inancına yol açmıştır.

Transkripsiyon faktörleri, çekirdekteki DNA'ya bağlanarak ve protein oluşturmaları için hangi genlerin kodunun çözüleceğine "karar vererek" hücrelerin gelişmesine yardımcı olur.

Ancak doğal haliyle Nurr1 hücrelere dışarıdan giremez. Bu yüzden, Paliga ve ekibi, onu bunu yapmaya sevk edecek bir "sinyal artışı" vermenin yollarını aradılar.

Bakteriden oluşturulan bir protein parçasının takılması Bacillus anthracis Nurr1, araştırmacıların aradığı “destek” olduğunu kanıtladı.

İlgili yazar Rolf Heumann, "Kullandığımız bakteriyel protein parçası hastalıkları tetiklemiyor" diyor. "[I] t sadece hücreye bir şey taşıma komutunu içeriyor," diye ekliyor.

Modifiye edilmiş protein hücreye girdiğinde, kendisini bakteriyel protein parçasından ayırır ve dopamin üretimini harekete geçiren genleri hedef almakta serbesttir.

Nurr1'in değişmesi nörodejenerasyonu nasıl durdurur?

Daha spesifik olarak, Paliga ve meslektaşları tarafından yapılan diğer laboratuvar testleri, Nurr1'in değiştirilmiş versiyonunun uygulanmasının, Parkinson'da sıklıkla kesintiye uğrayan bir süreç olan dopamin sentezi için anahtar olan bir enzim seviyelerini artırdığını ortaya koydu.

Enzime tirozin hidroksilaz denir. Hücre kültürleri, Nurr1 ile muamele edilmiş hücrelerin, muamele edilmemiş muadillerinden daha fazla bu enzimi ürettiğini ortaya çıkarmıştır. Bununla birlikte, hücreleri proteinle tedavi etmek, hücre ölümünü düzenleyen Nur77 olarak bilinen başka bir proteinin üretimini de azalttı.

Son olarak, araştırmacılar Nurr1'in Parkinson hastalığının etkilerini simüle etmek için bir nörotoksinle tedavi edilmiş dopamin üreten nöronlar üzerindeki etkisini test ettiler. Modifiye edilmiş Nurr1, nöronların dejenerasyonunu durdurdu.

Çalışma yazarları, "Bu bulgular", "Parkinson hastalığında protein bazlı tedaviler bağlamında Nurr1 transkripsiyon faktörünün nükleer iletimi ile ilgili olabileceğini" açıklıyor.

Moleküler Nörobiyokimya çalışma grubuna bağlı ortak yazar Sebastian Neumann da bulgular hakkında yorum yapıyor.

"Böylelikle yeni Parkinson terapisinin yolunu açabileceğimizi umuyoruz […] Yine de, Nurr1 füzyon proteinimiz sadece yeni bir yaklaşımın geliştirilmesini başlatabilir."

Sebastian Neumann

Neumann, "Değiştirilmiş proteinin beyindeki doğru hücrelere spesifik olarak ulaşıp ulaşmadığını ve nasıl uygulanabileceğini netleştirmek için hala atılması gereken pek çok adım var" diye sonlandırıyor.