مرض باركنسون: يعمل البروتين المعدل مثل الدواء
بحث جديد نشر في المجلة علم الأعصاب الجزيئي، يقدم استراتيجية جديدة واعدة لاستعادة المستويات الوظيفية للدوبامين في الدماغ: تغيير البروتين الطبيعي بحيث يمكن أن يدخل خلايا الدماغ ويستخدم كدواء.
نسخة معدلة من البروتين Nurr1 تساعد الخلايا العصبية في المادة السوداء في الدماغ (كما هو موضح هنا) على البقاء على قيد الحياة لفترة أطول.مرض باركنسون ، وهو حالة عصبية منهكة تدريجيًا تؤثر على حوالي مليون شخص في الولايات المتحدة ، ينتج عن فقدان الخلايا العصبية المنتجة للدوبامين.
يبحث الباحثون حاليًا عن استراتيجيات لاستبدال وظائفهم أو استعادة وظائفهم ، أو رفع مستويات الدوبامين ، وهو ناقل عصبي مهم للتحكم في الحركة.
في الآونة الأخيرة ، على سبيل المثال ، استخدم الباحثون الضوء للتحكم في دواء يمنع مستقبلات معينة في الدماغ. يؤدي منع هذه المستقبلات إلى زيادة الدوبامين.
استخدمت دراسات أخرى فيتامين ب 3 لوقف موت الخلايا العصبية المنتجة للدوبامين أو اقترحت أن زيادة الدوبامين فقط في دفعات قصيرة ، وليس باستمرار ، يمكن أن تساعد في التحكم في الحركة.
الآن ، دراسة جديدة تأخذ مقاربة أخرى. بناءً على الأبحاث السابقة التي حددت بروتينًا يسمى Nurr1 باعتباره هدفًا دوائيًا واعدًا لمرض باركنسون ، قام فريق دولي من العلماء بتغيير البروتين بطريقة تسمح له بدخول خلايا الدماغ.
في هذا الشكل ، يمكن للبروتين الموجود بشكل طبيعي أن يساعد الخلايا العصبية الدوبامينية على البقاء ، كما أوضح العلماء في ورقتهم البحثية ، والتي كان مؤلفها الأول دينيس باليجا ، من مجموعة عمل الكيمياء الحيوية العصبية الجزيئية في Ruhr-Universität Bochum في ألمانيا.
تعديل بروتين Nurr1
يشرح Paliga وفريقه أن Nurr1 هو عامل نسخ يلعب دورًا حيويًا في تطوير وصيانة الخلايا العصبية المنتجة للدوبامين في منطقة دماغية تسمى المادة السوداء.
وجدت الدراسات السابقة التي أشار إليها المؤلفون نقصًا في بروتين Nurr1 في حالات مرض باركنسون ، مما أدى إلى الاعتقاد بأن مكملات Nurr1 قد تكون استراتيجية علاجية جيدة.
تساعد عوامل النسخ الخلايا على التطور من خلال الارتباط بالحمض النووي في النواة و "تحديد" الجينات التي يتم فك تشفيرها بحيث تشكل البروتينات.
ومع ذلك ، في شكله الطبيعي ، لا يمكن لـ Nurr1 دخول الخلايا من الخارج. لذلك ، بحث Paliga والفريق عن طرق لمنحها "دفعة إشارة" تدفعها إلى القيام بذلك.
إرفاق جزء بروتيني مكون من البكتيريا عصيات الجمرة الخبيثة أثبت أن Nurr1 هو "الدفعة" التي كان الباحثون يبحثون عنها.
يقول المؤلف المقابل رولف هيومان: "إن جزء البروتين البكتيري الذي استخدمناه لا يسبب الأمراض". ويضيف: "لا يحتوي إلا على أمر نقل شيء ما إلى الخلية".
عندما يدخل البروتين المعدل إلى الخلية ، فإنه ينفصل عن جزء البروتين البكتيري ، ويكون حراً في استهداف الجينات التي تحرك إنتاج الدوبامين.
كيف تغير Nurr1 يوقف التنكس العصبي
وبشكل أكثر تحديدًا ، كشفت الاختبارات المعملية الإضافية التي أجراها Paliga وزملاؤه أن إدارة النسخة المعدلة من Nurr1 تزيد من مستويات الإنزيم الذي يعد مفتاحًا لتخليق الدوبامين ، وهي عملية تتعطل غالبًا في مرض باركنسون.
يسمى الإنزيم التيروزين هيدروكسيلاز. كشفت مزارع الخلايا أن الخلايا المعالجة بـ Nurr1 أنتجت المزيد من هذا الإنزيم أكثر من نظيراتها غير المعالجة. ومع ذلك ، فإن علاج الخلايا بالبروتين يقلل أيضًا من إنتاج بروتين آخر يُعرف باسم نور 77 ، والذي ينظم موت الخلايا.
أخيرًا ، اختبر الباحثون تأثير Nurr1 على الخلايا العصبية المنتجة للدوبامين والتي عولجت بسم عصبي لمحاكاة تأثيرات مرض باركنسون. أوقف Nurr1 المعدل تنكس الخلايا العصبية.
يوضح مؤلفو الدراسة أن "هذه النتائج قد تكون ذات صلة بالتوصيل النووي لعامل النسخ Nurr1 في سياق العلاجات القائمة على البروتين في مرض باركنسون."
كما يعلق سيباستيان نيومان ، مؤلف الدراسة المشارك - المنتسب إلى مجموعة عمل الكيمياء الحيوية العصبية الجزيئية - على النتائج.
"نأمل أن نتمكن من تمهيد الطريق لعلاج مرض باركنسون الجديد [...] ومع ذلك ، يمكن لبروتين الاندماج Nurr1 أن يبدأ فقط في تطوير نهج جديد."
سيباستيان نيومان
ويخلص نيومان إلى أنه "لا يزال يتعين اتخاذ العديد من الخطوات لتوضيح ما إذا كان البروتين المعدل يصل تحديدًا إلى الخلايا الصحيحة في الدماغ وكيف يمكن تطبيقه".