Czy wirus wyleczy z choroby Parkinsona?

Według najnowszej teorii pierwotną przyczynę obumierania neuronów w chorobie Parkinsona stanowi białko alfa-synukleina, a zdolność jej niszczenia wykazuje bakteriofag… znaleziony w kanalizacji.

To kolejny, wciąż eksperymentalny krok na drodze do zrozumienia i pokonania choroby Parkinsona, którą każdego roku diagnozuje się u kolejnych 4-8 tys. Polaków. Patologiczne ciała Lewy'ego charakterystyczne dla tego schorzenia neurodegeneracyjnego są wypełnione mało znanym białkiem, czyli alfa-synukleiną. Sugeruje to, że właśnie ona odgrywa kluczową rolę w jego rozwoju.

Na szlaku dopaminy

Ten neuroprzekaźnik jest syntezowany i uwalniany przez dopaminergiczne neurony ośrodkowego układu nerwowego. To dopamina odpowiada za napęd ruchowy, koordynację oraz napięcie mięśni. Jej niedobory w prążkowiu (powstające w wyniku uszkodzenia i zniszczenia neuronów istoty czarnej lub zaburzeń na jej szlaku metabolicznym) powodują drżenie, zubożenie i spowolnienie ruchów, sztywność oraz zaburzenia mowy, snu, połykania, węchu i czucia - czyli objawy choroby Parkinsona.

Dopamina nie ma zdolności przekraczania bariery krew-mózg, nie można zatem dostarczyć jej do neuronów wraz z pożywieniem - niezbędna jest obecność jej prekursorów w mózgu. Ponieważ to lewodopa jest bezpośrednim prekursorem dopaminy, to ona znalazła się na celowniku naukowców. Jej wysokie dawki doustne lub dożylne wyraźnie zmniejszały objawy parkinsonizmu, przez co stała się podstawowym lekiem stosowanym w tej chorobie - do czasu, kiedy okazało się, że daje liczne objawy niepożądane, w tym również ze strony układu nerwowego.

Co więcej, z czasem spada tolerancja na lek. To zmusiło naukowców do szukania innych opcji. Skoro samo podawanie lewodopy na dłuższą metę nie przynosi pożądanych efektów, eksperci cofnęli się na szlaku metabolicznym dopaminy. Okazało się, że zwiększenie jej syntezy i biodostępności jest możliwe pośrednio, dzięki stymulacji hydroksylazy tyrozyny - enzymu uczestniczącego w przemianie L-tyrozyny w lewodopę. Austracki lekarz dr Georg Birkmayer odkrył, że właśnie taki efekt przynosi suplementacja koenzymem 1 (NADH).

Jego teorię sprawdzono w badaniach z udziałem 885 pacjentów cierpiących na parkinsona. Okazało się, że stan 80% z nich poprawił się dzięki suplementacji NADH, a w 20% przypadków poprawę te oceniono jako znaczącą. Stwierdzono również, że wiek i wczesne rozpoczęcie terapii miały kluczowe znaczenie dla jej powodzenia. Co istotne, koenzym 1 nie tylko poprawiał zdolności motoryczne, ale również łagodził zaburzenia poznawcze, które często towarzyszą chorobie. Podobne efekty przyniosło zarówno doustne, jak i dożylne podanie NADH.

Bibliografia

  1. Post Med Klin Wojsk 2006; 11 (2): 50-53
  2. Neurology 1989; 39 (suppl. 2): 11; Neurol Neurochir Pol 2993; Suppl 5: 11-17
  3. Acta Neurol Scand 1989; 26: 183-187

Choroba Parkinsona: przełomowe odkrycie

Przez całe lata naukowcy nie wiedzieli, co tak naprawdę znajduje się w ciałach Lewy'ego obserwowanych wewnątrz ocalałych neuronów produkujących dopaminę u pacjentów cierpiących na chorobę Parkinsona. Mimo to właśnie ich obecność w mózgach zmarłych osób interpretowana była jako jej potwierdzenie. Dopiero kiedy w latach 90. Włoszka Maria Grazia Spillantini wymyśliła specjalną technikę umożliwiającą obrazowanie alfa-synukleiny w tkance mózgowej, doszło do przełomu. Badaczka odkryła, że białko to znajduje się w dużej ilości właśnie w ciałach Lewy'ego, co musi mieć związek z rozwojem choroby Parkinsona.

Alfa-synukleina to jedna z 4 izoform syneuklein występujących obficie w neuronach. Jej fizjologiczna rola nie została w pełni wyjaśniona, ale uważa się, że uczestniczy ona m.in. w kształtowaniu plastyczności synaptycznej, regulacji transportu pęcherzykowego, przekaźnictwie dopaminergicznym oraz procesach apoptozy1.

Wszystkie te istotne funkcje spełnia jednak prawidłowa forma białka. Kiedy dochodzi do jego agregacji, zmianie ulegają również właściwości - wówczas alfa-synukleina może powodować zaburzenie funkcji synaps i degenerację neuronów.

Skąd się bierze choroba Parkinsona?

W 1993 r. z płytek mózgów alzheimerowskich wyizolowano 35-aminokwasowy peptyd NAC. Następnie odkryto ludzkie cDNA kodujące białko prekursorowe tego peptydu, które nazwano NACP (non-amyloid b component precursor). Wykazano, że sekwencja aminokwasowa NACP i ludzkiej alfa-synukleiny jest identyczna.

Zainteresowanie naukowców tym białkiem wzrosło jeszcze bardziej, gdy wykazano związek między występowaniem rzadkiej, dziedzicznej postaci choroby Parkinsona a zmianami w genie kodującym alfa-synukleinę. W genie tym wykryto niezależnie 2 mutacje, których efektem jest występowanie ujawniającego się w młodym wieku schorzenia, dziedziczonego w sposób autosomalny dominujący2. Po badaniach Spillantini wykazano, że alfa-synukleina stanowi główny składnik nierozpuszczalnych ciał Lewy'ego nie tylko w chorobie Parkinsona, ale i w demencji starczej i alzheimerze z ciałami Lewy'ego oraz w chorobie Hallervordena-Spatza (neurozwyrodnienie z akumulacją żelaza)3.

Ponieważ alfa-synukleina wpływa na procesy transportu i magazynowania dopaminy w pęcherzykach synaptycznych, nie dziwi fakt, że jej mutacja zaburza funkcje tych pęcherzyków, co prowadzi do gromadzenia się dopaminy w cytozolu (płynny składnik cytoplazmy, w którym znajdują się organella, składniki odżywcze itp.), zaburzenia przekaźnictwa dopaminergicznego oraz zmniejszenia wychwytu zwrotnego dopaminy4.

Choroba Parkinsona

Choroba Parkinsona: groźna agregacja

Pozostaje pytanie, co tak naprawdę oznacza zmutowana forma białka i kiedy ona powstaje. Otóż okazuje się, że fizjologiczne funkcje alfa-synukleiny ulegają zaburzeniu, kiedy dochodzi do jej samoistnej agregacji, czyli łączenia pojedynczych cząsteczek w bezpostaciowe skupienia.

Na proces ten wpływa wiele czynników. Wykazano, że w przebiegu starzenia spada szybkość transportu alfa-synukleiny, co może sprzyjać jej akumulacji i agregacji w aksonach5. Liczne badania udowodniły również udział reaktywnych form tlenu (ROS) oraz azotu (RNS) w stymulacji tego procesu6.

Pierwszym etapem agregacji jest przyjęcie struktury harmonijki. Ta forma alfa-synukleiny łatwo tworzy włókna. Na początkowym etapie agregacji powstają rozpuszczalne oligomery złożone z kilkunastu cząsteczek białka (tzw. protofibryle)7. I właśnie te formy według najnowszych teorii stanowią pierwotną przyczynę obumierania neuronów dopaminergicznych w przebiegu choroby Parkinsona.

Protofibryle mogą bowiem wchodzić w interakcje z błonami pęcherzyków synaptycznych, powodując powstawanie w nich porów i uwalnianie zawartości pęcherzyków, m.in. dopaminy, do cytozolu. Postępująca agregacja prowadzi do powstania nierozpuszczalnych złogów, które uszkadzają komórki w sposób mechaniczny8.

Alfa-synukleina podlega również procesom glikozylacji (przyłączanie reszty cukrowej). W zdrowym mózgu ta forma białka występuje w stężeniach na granicy wykrywalności i jest degradowana przy udziale innego białka - parkiny. Jednak w dziedzicznym wariancie choroby Parkinsona proces ten ulega zaburzeniu, co ma związek z mutacją genu kodującego parkinę. Prowadzi to do gromadzenia znacznych ilości glikozylowanej formy alfa-synukleiny w neuronach. Może to być kluczowym czynnikiem prowadzącym do śmierci neuronów dopaminergicznych9.

Choroba Parkinsona: wirus jako antidotum

Obecnie intensywnie poszukuje się czynników zapobiegających agregacji alfa-synukleiny, które mogłyby mieć znaczenie terapeutyczne w chorobach neurodegeneracyjnych. Jednym z najbardziej obiecujących jest niepozorny wirus - bakteriofag M13, który znaleziono w kanalizacji w Niemczech ok. 50 lat temu.

Cechą charakterystyczną fagów jest to, że atakują jedynie bakterie. Mówiąc w skrócie, są one zaprogramowane na przekazywanie dalej swoich genów. W tym celu atakują konkretne mikroorganizmy, przejmują nad nimi kontrolę, a nawet doprowadzają do ich śmierci. W przypadku M13 podstawowym celem jest Escherichia coli, jednak - jak pokazały badania - to nie jedyna jego potencjalna ofiara.

Dopamina

Izraelska badaczka prof. Beka Solomon w 2004 r. przeprowadziła eksperyment na myszach z indukowaną chorobą Alzheimera, by sprawdzić, czy ludzkie przeciwciała wstrzyknięte im przez nos pokonają barierę krew-mózg i rozpuszczą blaszki beta-amyloidu. Jednej grupie gryzoni podała same przeciwciała, w drugiej połączyła je z M13 jako nośnikiem, a zwierzęta z trzeciej grupy (kontrolnej) otrzymały tylko bakteriofag.

Ku zdumieniu autorki eksperymentu okazało się, że w grupie placebo blaszki zaczęły się rozpuszczać, a procesy poznawcze i zmysł powonienia u myszy poprawiły się. Po roku eksperymentu podawanie M13 zaowocowało redukcją blaszek beta-amyloidu o 80% w porównaniu do zwierząt niepoddanych leczeniu fagiem.

Przyszłość terapii parkinsona?

Odkrycie prof. Solomon, początkowo zupełnie niezrozumiałe (w końcu M13 miał być aktywny wyłącznie wobec bakterii E. coli) było przełomem i zapoczątkowało nowy kierunek badań nad chorobami neurodegeneracyjnymi.

Wykazują one, że występujący w ściekach wirus atakuje i niszczy bakterie, zmuszając je do wytwarzania swoich kopii. Białko bakteriofaga wiąże się wyłącznie z patologicznie pofałdowanymi strukturami typowymi dla chorób mózgu, wystawia je na atak układu immunologicznego pacjenta i w ten sposób doprowadza do ich usunięcia.

W tekście wykorzystano fragmenty książki J. Palfremana pt. "Prześcignąć parkinsona" (Wydawnictwo Uniwersytetu Jagiellońskiego, 2018).

Podawane myszom fagowe białko pozwala usuwać złogi charakterystyczne dla choroby Alzheimera (beta i tau) oraz Parkinsona (właśnie alfa-synukleina), a także poprawia pamięć i zdolności poznawcze10.

Co ważne, M13 wydaje się bezpieczny dla innych struktur w organizmie. Patologiczne amyloidy i alfa-synukleina charakteryzują się bowiem taką samą modyfikacją i właśnie ona stanowi swoisty sygnał alarmowy dla faga. Innymi słowy, nie doprowadza on do utraty prawidłowych białek, pozbawionych tej modyfikacji.

Wszystkie te doniesienia brzmią niezwykle obiecująco, choć terapia z wykorzystaniem bakteriofaga M13 wciąż pozostaje pieśnią przyszłości. Trwają jednak intensywne prace badawcze nad lekiem, który mógłby zrewolucjonizować świat chorób neurodegeneracyjnych.

Zajmuje się nimi firma NeuroPhage, a jej współzałożycielem jest Jonathan Solomon - syn badaczki, która odkryła niezwykłe właściwości M13. Związek testowany przez badaczy skupionych wokół NeuroPhage przynosi spektakularne efekty, ale póki co jedynie u zwierząt i w badaniach w probówkach. Naukowcy walczą jednak o to, by ich lek wszedł w fazę badań z udziałem ludzi, a z czasem - być może - zmienił życie osób cierpiących na chorobę Parkinsona lub Alzheimera.

 

Bibliografia

  1. Neuropharmacology 2003; 45: 14-44
  2. Biochim Biophys Acta 2000; 1502: 95-109
  3. J Neurol Neurosurg Psychiatry 2000; 68: 605-608; Brain Res 2001; Jan 888: 287-296; Acta Neuropathol 2000; 100: 568-574
  4. Hum Mol Gen 2002; 11: 2395-2407
  5. J Neurochem 2004; 88: 401-410
  6. J Biol Chem 2003; 278: 27230-27240
  7. Biochemistry 2002; 41: 10209-10217
  8. J Neural Transm 2003; 62: 347-376
  9. Hum Mol Genet 2001; 10: 1649-1656
  10. Gene 2016; 583 (2): 85-89

Zobacz także

Stomatologiczne zdjęcia RTG przyczyną nowotworów

Stomatologiczne zdjęcia RTG przyczyną nowotworów

Badacze z Kuwejtu, Wielkiej Brytanii i USA ostrzegają: stomatologiczne zdjęcia RTG mogą przyczyniać się do rozwoju nowotworów tarczycy i nie tylko.

Zespół Tourette'a - przyczyny, objawy, leczenie alternatywne

Zespół Tourette'a - przyczyny, objawy, leczenie alternatywne

Kojarzona głównie z wulgarnymi wypowiedziami choroba może tak naprawdę manifestować się na wiele sposobów.

Akupunktura głowy w leczeniu szumów usznych

Akupunktura głowy w leczeniu szumów usznych

Według Cate Montany w przypadku uszkodzenia mózgu, kłopotów ze słuchem, choroby Parkinsona, a nawet paraliżu akupunktura głowy dociera tam, gdzie medycyna Zachodu nie jest w stanie.

Jak być piękną po porodzie?

Jak być piękną po porodzie?

Ciało kobiety po porodzie wymaga szczególnej troski. Co więcej, liczy się czas! Oto sprawdzone sposoby, dzięki którym młoda mama szybko odzyska dobre samopoczucie i zadowolenie ze swojego wyglądu.

Insulinooporność - jak ją rozpoznać, dieta, ćwiczenia

Insulinooporność - jak ją rozpoznać, dieta, ćwiczenia

Jaki rodzaj diety zapobiega insulinooporności? Dlaczego spożywanie pięciu posiłków dziennie prowadzi do cukrzycy? Czy glukagon jest skuteczny w obliczu insuliny? Sprawdźmy to jak najszybciej, by w porę podjąć decyzje na wagę... zdrowia.

Narzędzia
Ikona wagi
Sprawdź swoje BMI
Nasz kalkulator pozwoli oszacować czy masa ciała jest prawidłowa
Szczególnie polecamy
Poznaj moc spiruliny

Poznaj moc spiruliny

Mikroalga z odległych Hawajów wspiera odtruwanie wątroby, przeciwdziała...

Raport specjalny

Schudnij na lato!

Schudnij na lato!

Nowości

Leki nasenne podnoszą ciśnienie

Leki nasenne podnoszą ciśnienie

19 lipiec 2019

Wydanie tabletowe

Tablet O Czym Lekarze Ci Nie Powiedzą App Store