Araştırmacılar, Parkinson hastalığında proteinlerin nerede ve neden arızalandığını ortaya çıkardı

Parkinson, titremelere, hareketlerin yavaşlamasına, sertliğe neden olan ve ilerleyerek ciddi bilişsel sorunlara neden olabilen ilerleyici bir nörodejeneratif hastalıktır. Birleşik Krallık’ta yaklaşık 145.000 kişiyi etkiliyor ve daha fazla insan daha uzun yaşadıkça bu sayının artması bekleniyor.

Parkinson, beynin belirli bölümlerindeki nöronların kaybından kaynaklanır. Etkilenen sinir hücrelerinde, alfa-sinüklein adı verilen bir protein yanlış katlanır ve bir araya gelerek zararlı yapılar oluşturur. Bunun arkasındaki mekanizmalar henüz tam olarak anlaşılmamıştır.

Yayınladıkları makalelerinde Doğa Sinirbilimi bugün (30 Ağustos), araştırmacılar, hastalığın en erken evrelerinde alfa-sinükleine ne olduğunu incelemek için yeni bir hassas yaklaşım geliştirdiler.

Ekip, Parkinson’un kalıtsal formlarına sahip kişilerin yanı sıra sağlıklı bireyler tarafından bağışlanan hücrelerden elde edilen nöronları kullanarak, bu proteinin sinir hücrelerinin içinde nerede, neden ve nasıl yanlış katlanmaya ve kümelenmeye başladığını görselleştirebildi.

Disiplinlerarası nörologlar, kimyagerler ve yapısal biyologlar ekibi, alfa-sinükleinin sinir hücreleri içindeki yapıların zarlarıyla veya astarlarıyla temas ettiğini buldu. Enerji üretmekten sorumlu hücrenin bir parçası olan mitokondrinin zarına temas ettiğinde, bu, alfa-sinükleinin yanlış katlanmasını ve kümelenmesini tetikler.

Protein kümeleri daha sonra mitokondrinin yüzeyinde yoğun bir şekilde toplanır, yüzeyine zarar verir, zar üzerinde deliklerin oluşmasına neden olur ve mitokondrinin enerji yaratma kabiliyetine müdahale eder. Sonunda, bu, nöronun ölmesine neden olan mitokondri salma sinyallerine yol açar.

Parkinson’un çeşitli alt türleri olsa da, bu proteinin her türde yanlış katlandığı ve bir araya toplandığı bilinmektedir. Nöronlar sağlıklı olduğunda, yanlış katlanmış proteinler sürekli olarak temizlenir ve hücreden çıkarılır. İnsanlar yaşlandıkça bu zararlı proteini uzaklaştırma sürecinin yavaşlayabileceği düşünülmektedir.

Crick’in baş yazarı ve Kıdemli Grup Lideri ve UCL Queen Square Nöroloji Enstitüsü’nde Nöroloji Profesörü olan Sonia Gandhi şunları söylüyor: bu süreç insan hücresinin içinde.

“Çalışmamız, proteinlerin yanlış katlanmaya başladığı ilk aşamalarda neler olduğuna ve hücre sağlığını nasıl etkilediklerine dair içgörü sağlıyor. Bu, Parkinson’u yönlendiren biyolojik mekanizmaları anlamada bulmacanın önemli bir parçasını sağlıyor.”

Yardımcı yazar ve UCL Queen Square Nöroloji Enstitüsü’nde Profesör olan Andrey Abramov şunları ekliyor: “Bir süredir mitokondrilerin Parkinson’da anormal olduğunu biliyorduk, ancak bunun nedeni açık değil. Bu çalışma, proteinlerin nerede yanlış katlandığı ile nasıl bozuldukları arasında bağlantı kuruyor. mitokondriyal hasara neden olur ve hücre ölümüne neden olur.”

Crick’te ilk yazar ve doktora sonrası kıdemli araştırma görevlisi olan Minee Choi şöyle diyor: “Çalışmamızda Parkinson hastalarından alınan hücrelerden türetilen nöronlar kullanıldı, bu da çalıştığımız nöronların hastalıklı hücrelerle aynı genetik yapıya ve özelliklere sahip olduğu anlamına geliyor. Bu, çalışmalarımızın vücuttaki nöronlarda neler olduğunu yansıttığından daha emin olabileceğimiz anlamına geliyor.”

Edinburgh Üniversitesi’nde Biyofizik Kimya alanında yardımcı yazar ve kıdemli öğretim görevlisi olan Matthew Horrocks şunları ekliyor: “Proteinlerin nasıl yanlış katlandığını ve neden olduğunu incelemek için bir dizi son teknoloji biyofizik tekniği kullanabilmemiz harika. Son derece karmaşık biyolojik örneklerde hasar. Bulgularımız, Parkinson’daki en erken olaylara, yalnızca son derece hassas algılama yaklaşımları kullanılarak görülebilen süreçlere ışık tuttu.”

Araştırmacıların geliştirdiği yenilikçi yeni yöntem, proteinlerin diğer nörodejeneratif hastalıklarda ve nörodejeneratif hastalıklarda yer alan glial hücreler de dahil olmak üzere hücre türlerinde nasıl yanlış katlandığını incelemek için de kullanılabilir.

Ekip, hücrelerin içindeki protein yanlış katlanmasının hücrenin işlevini ve sağlığını nasıl etkilediğini incelemek için çalışmalarına devam edecek. Yeni yaklaşımlarını kullanarak, protein yanlış katlanmasını azaltmayı amaçlayan yeni tedavileri test edebilecek ve bu tedavilerin hastalıklı bir hücreyi sağlığa döndürüp döndüremeyeceğini görebilecekler.