Penyakit Parkinson: Mengapa sel otak mati?
Para penyelidik telah menemui bahawa molekul yang sudah diketahui penting untuk fungsi sel lain juga dapat berfungsi sebagai sasaran terhadap tubuh Lewy, yang merupakan deposit protein toksik yang terbentuk di otak dalam penyakit Parkinson.
Molekul, yang disebut cardiolipin, adalah komponen membran penting mitokondria, yang merupakan pusat kuasa kecil di dalam sel yang memberi mereka tenaga dan membantu mendorong metabolisme mereka.
Mayat Lewy adalah salah satu ciri penyakit Parkinson. Mereka mengandungi gugus toksik alpha-synuclein dan protein lain yang tidak dilipat dengan betul.
Dalam makalah yang kini diterbitkan dalam jurnal Komunikasi Alam, penyelidik dari University of Guelph di Kanada menerangkan bagaimana mereka menemui "mekanisme baru" di mana cardiolipin melipat alpha-synuclein.
Mereka juga mendapati bahawa cardiolipin "dapat menarik" alpha-synuclein dari gugus toksik dan melipatgandakannya, "dengan demikian berkesan menyangga," atau melambatkan, kemajuan keracunan protein.
"Mengenal pasti peranan penting kardiolipin," kata penulis kajian senior Scott D. Ryan, yang merupakan profesor dari Jabatan Biologi Molekul dan Selular universiti, "dalam menjaga [alpha-synuclein] berfungsi bermakna kardiolipin dapat mewakili sasaran baru untuk pembangunan terapi terhadap penyakit Parkinson. "
Mekanisme alpha-synuclein tidak jelas
Penyakit Parkinson adalah gangguan otak yang semakin teruk dari masa ke masa. Gejala yang paling biasa dialami termasuk gegaran, kekakuan otot, keseimbangan dan koordinasi terjejas, dan kelambatan pergerakan.
Ia juga mempunyai gejala yang tidak berkaitan dengan pergerakan, yang meliputi - tetapi tidak terbatas pada - kegelisahan, kemurungan, gangguan tidur, sembelit, dan keletihan.
Terdapat lebih daripada 10 juta orang yang tinggal di Parkinson di seluruh dunia, termasuk sekitar 1 juta di Amerika Syarikat dan 100,000 di Kanada.
Penyakit ini kebanyakannya menyerang setelah usia 50 tahun, walaupun dalam 10 peratus kes, ia boleh timbul lebih awal.
Perbezaan utama antara penyakit Parkinson dan gangguan pergerakan lain adalah yang pertama disebabkan oleh kematian sel penghasil dopamin di kawasan otak nigra substansial.
Dopamine adalah molekul messenger, atau neurotransmitter, yang membantu mengawal pergerakan. Banyak rawatan untuk Parkinson bertujuan untuk meningkatkan tahap dopamin otak.
Walaupun alpha-synuclein yang dilipat tidak betul adalah ciri badan Lewy - yang kehadirannya mendahului kematian sel dopamin dalam penyakit Parkinson - mekanisme spesifiknya agak tidak jelas.
Namun, apa yang kita tahu adalah bahawa dalam bentuk normalnya, alpha-synuclein nampaknya penting untuk berfungsi dengan sihat dalam sel.
Sebagai contoh, ada bukti yang menunjukkan bahawa alpha-synuclein penting untuk penyimpanan dan kitar semula neurotransmitter, dan mungkin juga berperanan dalam pengendalian enzim yang meningkatkan kadar dopamin.
Kesan Cardiolipin berkurang pada sel otak
Untuk mengetahui bagaimana sel-sel otak menangani alpha-synuclein yang dilipat dengan tidak betul, Prof Ryan dan rakan-rakannya melakukan eksperimen menggunakan sel induk manusia.
"Kami fikir," kata Prof Ryan, "jika kita dapat lebih memahami bagaimana sel biasanya melipat alpha-synuclein, kita mungkin dapat memanfaatkan proses itu untuk membubarkan agregat ini dan memperlambat penyebaran penyakit."
Para penyelidik membandingkan sel stem normal dengan mereka yang menghidap penyakit Parkinson yang membawa versi mutasi gen alpha-synuclein.
Melalui eksperimen ini, pasukan mendapati bahawa alpha-synuclein melekat pada mitokondria di dalam sel otak, dan bahawa cardiolipin dalam mitokondria melipat semula protein menjadi bentuk tidak beracun, sehingga melambatkan proses ketoksikan alpha-synuclein.
Para saintis juga mendapati bahawa "kapasiti penyangga dikurangkan" pada sel-sel yang memiliki bentuk alpha-synuclein yang bermutasi yang menyebabkan penyakit Parkinson keluarga.
Oleh itu, para penyelidik mencadangkan bahawa kemampuan kardiolipin untuk melambatkan atau menghentikan kemajuan toksisitas alpha-synuclein akhirnya terbeban dan membawa kepada kematian sel pada orang dengan penyakit Parkinson.
Mereka percaya bahawa hasilnya boleh membawa kepada ubat baru yang memperlambat perkembangan penyakit dengan mensasarkan peranan cardiolipin dalam lipatan alpha-synuclein.
"Harapannya," kata Prof Ryan, "kita akan dapat menyelamatkan kekurangan lokomotor dalam model haiwan. Ini adalah langkah besar untuk merawat penyebab penyakit ini. "
"Berdasarkan penemuan ini, kita sekarang mempunyai pemahaman yang lebih baik tentang mengapa sel-sel saraf mati akibat penyakit Parkinson dan bagaimana kita dapat campur tangan."
Prof Scott D. Ryan
