Parkinson: Protein yang diubahsuai berfungsi seperti ubat
Penyelidikan baru, diterbitkan dalam jurnal Neurobiologi Molekul, menawarkan strategi baru yang menjanjikan untuk memulihkan tahap dopamin yang berfungsi di otak: mengubah protein yang berlaku secara semula jadi sehingga dapat memasuki sel otak dan digunakan sebagai ubat.
Penyakit Parkinson, keadaan neurologi yang semakin melemahkan yang mempengaruhi kira-kira 1 juta orang di Amerika Syarikat, disebabkan oleh kehilangan neuron penghasil dopamin.
Pada masa ini, para penyelidik sedang mencari strategi untuk mengganti atau memulihkan fungsinya, atau meningkatkan tahap dopamin, yang merupakan neurotransmitter yang penting untuk mengawal pergerakan.
Baru-baru ini, misalnya, para penyelidik telah menggunakan cahaya untuk mengawal ubat yang menyekat reseptor tertentu di otak. Menyekat reseptor ini meningkatkan dopamin.
Kajian lain telah menggunakan vitamin B-3 untuk menghentikan kematian neuron penghasil dopamin atau mencadangkan bahawa peningkatan dopamin hanya dalam letupan pendek, dan bukannya berterusan, dapat membantu mengawal pergerakan.
Sekarang, kajian baru mengambil pendekatan lain. Berdasarkan kajian terdahulu yang memilih protein yang disebut Nurr1 sebagai sasaran ubat yang menjanjikan untuk Parkinson, pasukan saintis antarabangsa telah mengubah protein dengan cara yang memungkinkannya memasuki sel otak.
Dalam bentuk ini, protein yang berlaku secara semula jadi dapat membantu neuron dopaminergik untuk bertahan, jelas para saintis dalam makalah mereka, yang penulis pertama adalah Dennis Paliga, dari kumpulan kerja Molekul Neurobiokimia di Ruhr-Universität Bochum di Jerman.
Mengubah protein Nurr1
Paliga dan pasukan menjelaskan bahawa Nurr1 adalah faktor transkripsi yang memainkan peranan penting dalam pengembangan dan pemeliharaan neuron penghasil dopamin di kawasan otak yang disebut substantia nigra.
Kajian terdahulu yang dirujuk oleh penulis telah menemui kekurangan protein Nurr1 dalam kes penyakit Parkinson, yang membawa kepada kepercayaan bahawa menambah tahap Nurr1 mungkin merupakan strategi terapi yang baik.
Faktor transkripsi membantu sel berkembang dengan mengikat DNA dalam nukleus dan "menentukan" gen mana yang didekodekan sehingga mereka membentuk protein.
Namun, dalam bentuk semula jadi, Nurr1 tidak dapat memasuki sel dari luar. Oleh itu, Paliga dan pasukan mencari cara untuk memberikannya "peningkatan isyarat" yang akan mendorongnya untuk melakukannya.
Melampirkan serpihan protein yang dihasilkan dari bakteria Bacillus anthracis kepada Nurr1 terbukti menjadi "dorongan" yang dicari para penyelidik.
"Serpihan protein bakteria yang kita gunakan tidak mencetuskan penyakit," kata penulis yang sesuai Rolf Heumann. "[Saya] hanya berisi perintah untuk mengangkut sesuatu ke dalam sel," tambahnya.
Apabila protein yang diubah memasuki sel, ia melepaskan diri dari serpihan protein bakteria, bebas untuk menargetkan gen yang menggerakkan pengeluaran dopamin.
Bagaimana Nurr1 yang diubah menghentikan neurodegenerasi
Lebih khusus lagi, ujian makmal lebih lanjut oleh Paliga dan rakan sekerja mendedahkan bahawa pemberian versi Nurr1 yang diubah suai meningkatkan tahap enzim yang merupakan kunci untuk sintesis dopamin, suatu proses yang sering terganggu di Parkinson.
Enzim itu disebut tirosin hidroksilase. Kultur sel telah menunjukkan bahawa sel yang dirawat Nurr1 menghasilkan lebih banyak enzim ini daripada rakan yang tidak dirawat. Namun, merawat sel dengan protein juga menurunkan produksi protein lain yang dikenal sebagai Nur77, yang mengatur kematian sel.
Akhirnya, para penyelidik menguji kesan Nurr1 pada neuron penghasil dopamin yang telah dirawat dengan neurotoksin untuk mensimulasikan kesan penyakit Parkinson. Nurr1 yang diubah menghentikan degenerasi neuron.
"Penemuan ini," jelas penulis kajian, "mungkin ada kaitannya dengan penyampaian nuklear faktor transkripsi Nurr1 dalam konteks rawatan berasaskan protein pada penyakit Parkinson."
Pengarang bersama kajian Sebastian Neumann - yang berafiliasi dengan kumpulan kerja Molekul Neurobiokimia - juga memberi komen mengenai penemuan tersebut.
"Kami berharap kami dapat membuka jalan untuk terapi Parkinson baru […] Namun, protein pelekapan Nurr1 kami hanya dapat memulai pengembangan pendekatan baru."
Sebastian Neumann
"Masih banyak langkah yang harus diambil untuk menjelaskan apakah protein yang diubah secara khusus mencapai sel-sel yang tepat di otak dan bagaimana ia dapat diterapkan," Neumann menyimpulkan.
