Студија може отворити нове путеве за АЛС дроге

Истраживачи Медицинске школе Универзитета Северне Каролине (УНЦ) утврдили су структуру токсичних накупина протеина за које се сматра да су важне у амиотрофичној латералној склерози (АЛС), такође познатој као Лоу Гехригова болест, фатално неуродегенеративно стање.

Налази нове студије могли би бити пресудан корак ка развоју лекова како би се зауставило стварање накупина и зауставило напредовање болести, према истраживачима.

Лекови за АЛС и друге неуродегенеративне болести већ дуго измичу научницима, углавном зато што су њихови узроци непознати.

„Једна од највећих загонетки у здравству је како се бавити неуродегенеративним болестима. За разлику од многих карцинома и других стања, тренутно немамо полугу против ових неуродегенеративних болести “, рекао је старији аутор студије др Николаи Докхолиан, угледни професор биокемије и биофизике Мицхаел Хоокер на УНЦ-у.

„Ова студија је велико откриће јер осветљава порекло смрти моторних неурона и могла би бити веома важна за откривање лекова.“

Пацијенти са АЛС трпе постепену парализу и рану смрт као резултат губитка моторних неурона, који су пресудни за кретање, говор, гутање и дисање.

Студија се фокусира на подскуп случајева АЛС - процењених један до два процента - који су повезани са варијацијама у протеину познатом као СОД1. Међутим, чак и код пацијената без мутација гена СОД1, показало се да овај протеин ствара потенцијално токсичне накупине.

Истраживачи су открили да протеин ствара привремене накупине тројице, познате као „тример“, и да су те накупине способне да убију ћелије сличне моторним неуронима узгајане у лабораторији.

„Ово је важан корак јер нико није тачно знао које токсичне интеракције стоје иза смрти моторних неурона код пацијената са АЛС“, рекла је др. Елизабетх Процтор, апсолвент у Докхолиановој лабораторији у време студије и први аутор рада.

„Знајући како ови тримери изгледају, можемо покушати да дизајнирамо лекове који ће их спречити да се формирају или одвоје пре него што нанесу штету“, рекла је. „Веома смо узбуђени због могућности.“

Истраживачи су поставили нулу на СОД1 након што су генетске мутације које утичу на протеин повезане са АЛС у раним 1990-има. Али тачан облик агрегираног протеина који је одговоран за убијање неурона било је тешко идентификовати, а многе накупине за које се сматра да су токсичне распадају се готово чим настану, што их чини изузетно тешким за проучавање, приметили су истраживачи.

„Сматра се да је део онога што их чини толико токсичним њихова нестабилност“, рекао је Процтор, који је сада постдокторски истраживач на Массацхусеттс Институте оф Тецхнологи. „Њихова нестабилна природа чини их реактивнијим на делове ћелије на које не би требало да утичу.“

До сада истраживачи нису знали како изгледају ове пролазне накупине нити како могу утицати на ћелије.

Да би разоткрио мистерију, истраживачки тим је користио комбинацију рачунарског моделирања и експеримената у живим ћелијама.

Процтор је провео две године у развоју прилагођеног алгоритма за одређивање структуре тримера, аспект студије коју је Докхолиан назвао „изванредном турнејом“. Описао је то слично мапирању структуре куглице предива након што је узео фрагменте само њеног најудаљенијег слоја и затим открио како се међусобно уклапају.

Једном када је структура успостављена, тим је провео још неколико година у развоју метода за испитивање ефеката тримера на ћелије сличне моторним неуронима узгајане у лабораторији. Резултати су били јасни: протеини СОД1 који су били чврсто везани за тримере били су смртоносни за ћелије сличне моторним неуронима, док неквалисани протеини СОД1 нису, према истраживачима.

Истраживачи планирају да додатно истраже „лепак“ који држи тримере заједно како би пронашли лекове који би их могли раставити или спречити да се формирају.

Поред тога, ови налази би могли да помогну у осветљавању других неуродегенеративних болести, попут Алцхајмерове болести и Паркинсонове болести, приметили су истраживачи.

„Много је сличности међу неуродегенеративним болестима“, рекао је Докхолиан. „Чини се да оно што смо овде пронашли поткрепљује оно што се већ зна о Алцхајмеровој болести, и ако успемо да схватимо више о томе шта се овде догађа, потенцијално бисмо могли да отворимо оквир за разумевање корена других неуродегенеративних болести.“

Студија, финансирана путем грантова Националног института за здравље, објављена је у Зборник Националне академије наука.

Извор: Здравствена заштита Универзитета Северне Каролине