В недавно опубликованном исследовании исследователи из Центра биологических наук Турку при Университете Турку и Университета Або Академи в Финляндии наблюдали за производством новых белков, поскольку они производятся механизмом построения белков клеток - рибосомами.
Они обнаружили, что в клетках кожи, полученных от предплечья пациентов с болезнью Паркинсона, трансляция РНК в белок была снижена по сравнению с клетками от здоровых доноров того же возраста. Причиной этого был фермент под названием LRRK2, который был более активен в клетках пациентов по сравнению с клетками здоровых доноров.
«Эти результаты интересны, потому что считается, что LRRK2 способствует развитию болезни Паркинсона , но как именно, пока неизвестно», - говорит ведущий автор статьи Элеонора Коффи.
«Хотя лекарственные программы, разрабатывающие ингибиторы LRRK2 для лечения болезни Паркинсона, уже ведутся, все еще важно понимать, что LRRK2 делает в клетках, которые могут способствовать развитию болезни», - добавляет первый автор исследования Прасаннакумар Дешпанде.
Когда-то обычный пестицид помог разгадать механизм
Когда исследователи добавили препараты-ингибиторы LRRK2 к образцам пациентов, они обнаружили, что синтез новых белков вернулся к контрольным уровням. Затем они использовали пестицид ротенон, воздействие которого вызывает симптомы болезни Паркинсона у людей, для моделирования болезни Паркинсона в клетках мозга грызунов. Они обнаружили, что ротенон подавлял синтез белка и заставлял аксоны продуцирующих дофамин нервных клеток, которые также умирают при болезни Паркинсона, истощаться. Оба эффекта были обращены вспять при лечении препаратами-ингибиторами LRRK2. Более того, у мышей, лишенных гена LRRK2, синтез белка был увеличен в нервных клетках.
«Эти данные определяют критическую роль LRRK2 в управлении процессом преобразования генетического кода в белок», - говорит Коффи.
Чтобы понять, как LRRK2 снижает синтез белка, исследователи исследовали область мозга, называемую черной субстанцией, которая поражена при болезни Паркинсона. У крыс, подвергшихся воздействию ротенона, они обнаружили, что регуляторы синтеза белка приобрели «фосфатные метки», которые сигнализируют об остановке синтеза белка. Одна такая отметка была особенно заметна в клетках кожи пациента. Авторам удалось показать, что препарат-ингибитор LRRK2 полностью изменил эти метки и позволил клетке возобновить производство новых белков.
Снижение синтеза белка может быть признаком болезни Паркинсона.
«В этом исследовании важно отметить, что мы не обнаружили доказательств снижения синтеза белка у людей с множественной системной атрофией, двигательным расстройством, которое симптоматически трудно отличить от болезни Паркинсона, но с четко выраженной этиологией и прогнозом», - объясняет Коффи.
Это говорит о том, что снижение синтеза определенных белков специфично для болезни Паркинсона и может использоваться в качестве считывания биомаркеров. Кроме того, по мере старения пациентов и прогрессирования заболевания подавление синтеза белка становилось все более заметным, добавляет Дешпанде. У здоровых людей этого не происходило. Анализ подавления синтеза определенных белков предоставит средства для отслеживания прогрессирования заболевания.
