Νέα στοιχεία για μία κυτταρική πρωτεΐνη-κλειδί θα μπορούσαν να οδηγήσουν σε νέες θεραπείες για νευροεκφυλιστικά νοσήματα, όπως ν. Parkinson, χορεία του Huntington, της νόσου Alzheimer και της πλάγιας αμυατροφικής σκλήρυνσης (ALS). Κατά βάσει, αυτές οι νόσοι προκαλούνται από εσφαλμένη συμπεριφορά πρωτεϊνών στον εγκέφαλο. Οι πρωτεΐνες διπλώνουν με μη κανονικό τρόπο και συσσωρεύονται στους νευρώνες, προκαλώντας βλάβη και τελικά τα κύτταρα πεθαίνουν. Σε μια νέα μελέτη, ερευνητές από το εργαστήριο του Steven Finkbeiner, MD, PhD, στο ινστιτούτο Gladstone (Σαν Φρανσίσκο), χρησιμοποίησαν μια διαφορετική πρωτεΐνη, την Nrf2, ώστε να αποκαταστήσουν τα επίπεδα των πρωτεϊνών που προκαλούν νόσο στο φυσιολογικό επίπεδο, εμποδίζοντας έτσι τον κυτταρικό θάνατο.
Οι ερευνητές εξέτασαν την Nrf2 σε δύο μοντέλα της νόσου Πάρκινσον: κύτταρα με μεταλλάξεις στις πρωτεΐνες LRRK2 και α-συνουκλεΐνη. Με την ενεργοποίηση της Nrf2, οι ερευνητές ενεργοποίησαν διάφορους μηχανισμούς “καθαρισμού” στο κύτταρο για να απομακρυνθεί η περίσσεια LRRK2 και α-συνουκλεΐνης. «Η Nrf2 συντονίζει ένα ολόκληρο πρόγραμμα γονιδιακής έκφρασης, αλλά δεν ξέραμε πόσο σημαντική ήταν για τη ρύθμιση των επιπέδων των πρωτεϊνών μέχρι τώρα», εξήγησε η πρώτη συγγραφέας GSkibinski, PhD, ερευνήτρια στο ινστιτούτο Gladstone. «Η υπερέκφραση Nrf2 στα κυτταρικά μοντέλα της νόσου Πάρκινσον κάνει τη διαφορά, αφού στην πραγματικότητα προστατεύει τα κύτταρα από την νόσο καλύτερα από οτιδήποτε άλλο έχουμε βρει.»
Στη μελέτη, που δημοσιεύθηκε στα Πρακτικά της Εθνικής Ακαδημίας Επιστημών, οι επιστήμονες χρησιμοποίησαν δύο νευρώνες αρουραίου και ανθρώπινους νευρώνες που δημιουργούνται επαγόμενοι από πολυδύναμα βλαστικά κύτταρα. Στη συνέχεια οι νευρώνες προγραμματίζονται για να εκφράσουν Nrf2 και είτε μεταλλαγμένο LRRK2 ή α-συνουκλεΐνη. Χρησιμοποιώντας ένα μοναδικό στο είδος του ρομποτικό μικροσκόπιο (που αναπτύχθηκε από το εργαστήριο του Finkbeiner), οι ερευνητές σημάδεψαν και παρακολούθησαν μεμονωμένους νευρώνες με την πάροδο του χρόνου παρακολουθώντας τα επίπεδα των πρωτεϊνών τους. Έλαβαν χιλιάδες εικόνες των κυττάρων κατά τη διάρκεια μιας εβδομάδας, εκτιμώντας την ανάπτυξη και το θάνατό του καθενός. Οι επιστήμονες ανακάλυψαν ότι η Nrf2 λειτουργεί με διαφορετικούς τρόπους για να βοηθήσει στην απομάκρυνση μεταλλαγμένης LRRK2 ή α-συνουκλεΐνης από τα κύτταρα. Σ’αυτά με μεταλλαγμένη LRRK2, η Nrf2 συνέβαλλε στη συγκέντρωση και αδρανοποίηση των παθολογικών πρωτεϊνών σε τυχαία συσσωματώματα, μπορεί να παραμείνουν στο κύτταρο χωρίς να προκληθεί βλάβη. Στην περίπτωση της α-συνουκλεΐνης, η Nrf2 επιτάχυνε την κατανομή και την κάθαρση της πρωτεΐνης, μειώνοντας τα επίπεδα του στο κύτταρο.
«Είμαι πολύ ενθουσιασμένος για αυτή τη στρατηγική θεραπείας νευροεκφυλιστικών νόσων», δήλωσε ο Finkbeiner, ανώτερος ερευνητής στο ινστιτούτο Gladstone και ανώτερος συντάκτης στο άρθρο. «Έχουμε δοκιμάσει την Nrf2 σε μοντέλα της χορείας του Huntington, στη νόσο Πάρκινσον, και στην ALS, και αυτό είναι το πιο προστατευτικό μέσο που διαθέτουμε».