Znanstveniki najdejo posebno molekulo, ki pomaga pri boju proti Alzheimerjevi, Parkinsonovi bolezni
Raziskovalci na Harvardski medicinski šoli so odkrili molekulo, ki pomaga človeškim celicam, da se rešijo zbranih, iznakaženih beljakovin, vpletenih v Alzheimerjevo bolezen in druge nevrodegenerativne bolezni.
Ta študija bi lahko imela daljnosežne posledice za razvoj zdravil za zdravljenje ne samo nevrodegenerativnih bolezni, temveč tudi drugih bolezni, ki so povezane s kopičenjem slabih beljakovin.
Celice neprestano ustvarjajo in zavržejo beljakovine, kar je odvisno od dragocenega ravnovesja med hitrostjo ustvarjanja novih beljakovin in hitrostjo uničevanja poškodovanih.
Uničevanje beljakovin je del tega prefinjenega sistema in beljakovine so označene kot smeti, tako da so označene z majhno molekulo, imenovano ubikvitin.
Ubikvitin se pritrdi na te označene beljakovine in pogosto tvori dolge verige. Nato celični beljakovinski sistem za odstranjevanje smeti, proteasom, prepozna te vseprisotne beljakovine in jih razgradi.
Če ta natančno nastavljen sistem ne deluje, se v celici začnejo kopičiti poškodovane ali zložene beljakovine, ki lahko postanejo strupene. Številne bolezni, vključno z Alzheimerjevo, Parkinsonovo in Creutzfeldt-Jakobovo, so povezane s tem nabiranjem napačno zloženih beljakovin.
Raziskovalna skupina, ki sta jo vodila raziskovalca Harvardske medicinske šole Daniel Finley, profesor celične biologije, in Randall King, izredni profesor celične biologije, je želela bolje razumeti, kaj povzroča okvare tega sistema. Tako so izpopolnili encim, imenovan Usp14.
Med svojimi raziskavami so znanstveniki odkrili, da Usp14, ko se aktivira, razbije verigo ubikvitina. To upočasni sposobnost proteasoma, da celico reši slabih beljakovin. Ko se to zgodi, celica ustvari nove beljakovine hitreje, kot se znebi starih, kar vodi do kopičenja iznakaženih beljakovin.
Raziskovalci so se odločili, ali bodo potem našli molekulo, ki blokira Usp14 - selektivni zaviralec -, ki bi proteosomu omogočil, da svobodno opravlja svoje delo.
Da bi našel tega selektivnega zaviralca, je podoktorski raziskovalec Byung-Hoon Lee ustvaril edinstven presejalni postopek s pomočjo Inštituta za kemijo in celično biologijo - Longwood Screening Facility pri HMS.
Lee je pregledal 63.000 spojin in iskal molekule, ki zavirajo samo Usp14 in bi lahko zlahka prodrle v celico. Najmočnejši kandidat je bila majhna molekula, ki so jo poimenovali IU1.
Drugi podoktorski raziskovalec Min Jae Lee in njegovi sodelavci so IU1 uporabljali tako v človeških kot v mišjih celičnih kulturah. Ugotovili so, da IU1 zavira Usp14, hkrati pa proteasomu omogoča, da se hitreje znebi slabih beljakovin. Tako je dodajanje IU1 celicam dejansko povečalo aktivnost proteasomov.
Čeprav znanstveniki še vedno poskušajo ugotoviti, kako deluje IU1, se zdi, da molekula zadržuje sposobnost Usp14 za obrezovanje verige ubikvitina.
Ko znanstveniki izvedo več o povezavi med iznakaženimi beljakovinami in človeškimi boleznimi, se je zanimanje za proteasom povečalo. Medtem ko je bil velik poudarek namenjen načinom za upočasnitev proteasomske aktivnosti, ima lahko zdravilo edinstveno prednost, ki poveča proteasomsko aktivnost in ne ovira, je dejal Finley.
"Če vzamete tipično celico, ki raste v kulturi, in ubijete njeno aktivnost Usp14, bo celica še naprej uspevala," je dejal Finley. "Če ubijete njegovo proteasomsko aktivnost, bi takoj umrl."
Ta raziskava bi lahko imela daljnosežne posledice za razvoj zdravil za zdravljenje ne samo nevrodegenerativnih bolezni, temveč tudi drugih bolezni, ki so povezane s kopičenjem napačno zvitih beljakovin, je dejal King.
Vir: Harvard Medical School
