Ερευνητές αποκάλυψαν την πρώτη πραγματική εικόνα μιας μιτοχονδριακής πρωτεΐνης που συνδέεται με τη νόσο του Πάρκινσον.
Εντόπισαν έτσι κρίσιμες λεπτομέρειες για το πώς η δυσλειτουργία της μπορεί να διαδραματίσει κρίσιμο ρόλο στην εξέλιξη της νόσου, σε μία σημαντική ανακάλυψη που θα μπορούσε να ανοίξει το δρόμο για νέα φάρμακα για τη θεραπεία της νόσου του Πάρκινσον.
Οι επιστήμονες γνωρίζουν εδώ και περισσότερες από δύο δεκαετίες ότι οι μεταλλάξεις στο γονίδιο μιας πρωτεΐνης που ονομάζεται PTEN-induced putative kinase 1 (PINK1) μπορούν να προκαλέσουν πρώιμη εμφάνιση της νόσου του Πάρκινσον, αλλά οι μηχανισμοί που εμπλέκονται παρέμεναν μέχρι τώρα ένα μυστήριο.
Μια ομάδα επιστημόνων από το Ινστιτούτο Ιατρικής Έρευνας Walter and Eliza Hall (WEHI) στην Αυστραλία χρησιμοποίησε προηγμένη τεχνολογία απεικόνισης για να προσδιορίσει όχι μόνο τη δομή της πρωτεΐνης PINK1, αλλά και για να δείξει πώς η πρωτεΐνη προσκολλάται στα «ενεργειακά κέντρα» των κυττάρων και πώς αυτά ενεργοποιούνται.
«Είναι απίστευτο να βλέπουμε επιτέλους την PINK1 και να καταλαβαίνουμε πώς συνδέεται με τα μιτοχόνδρια. Η δομή μας αποκαλύπτει πολλούς νέους τρόπους να αλλάξουμε την PINK1, ουσιαστικά ενεργοποιώντας την, κάτι που θα είναι ζωτικής σημασίας για τους ανθρώπους με Πάρκινσον», δήλωσε ο βιολόγος του WEHI Ντέιβιντ Κομάντερ.
Πάρκινσον: Τι αποκάλυψε η νέα έρευνα
Η πρωτεΐνη PINK1 είναι ένας σημαντικός εργάτης για τη συντήρηση του σώματος. Σε υγιή μιτοχόνδρια, η πρωτεΐνη διέρχεται από τις εξωτερικές και εσωτερικές μεμβράνες, όπου και «βυθίζεται» εκτός ορατού πεδίου.
Σε μιτοχόνδρια που έχουν υποστεί βλάβη, η πρωτεΐνη αναγκάζεται να σταματήσει στη μέση της διαδρομής της, «μαρκάροντας» το ενεργειακό κέντρο για απομάκρυνση μέσω μιας σειράς διεργασιών που απελευθερώνουν ένα χημικό σήμα που ονομάζεται ουβικιτίνη (ubiquitin). Όταν μεταλλάξεις εμποδίζουν την PINK1 να εκτελέσει τη λειτουργία της, τα δυσλειτουργικά μιτοχόνδρια δεν απομακρύνονται.
Τα εγκεφαλικά κύτταρα έχουν ιδιαίτερα υψηλές ενεργειακές απαιτήσεις, γεγονός που καθιστά ζωτικής σημασίας την αντικατάσταση των μη αποδοτικών «μονάδων ενέργειας», προκειμένου να προληφθεί η νευροεκφύλιση που οδηγεί σε παθήσεις όπως η νόσος του Πάρκινσον.
Χρησιμοποιώντας ειδικές τεχνικές για να μελετήσει από κοντά την PINK1 και τα μιτοχόνδρια, η ομάδα διαπίστωσε ότι η σύνδεσή του βασίζεται σε ένα συγκεκριμένο πρωτεϊνικό σύμπλοκο που ονομάζεται TOM-VDAC.
Η κύρια συγγραφέας της μελέτης, Δρ Sylvie Callegari, δήλωσε ότι η PINK1 λειτουργεί μέσω τεσσάρων διακριτών σταδίων, με τα δύο πρώτα να μην έχουν παρατηρηθεί ποτέ ξανά.
Πρώτα, η PINK1 εντοπίζει τη βλάβη στα μιτοχόνδρια. Στη συνέχεια, προσκολλάται στα κατεστραμμένα μιτοχόνδρια. Αφού προσκολληθεί, συνδέεται με μια πρωτεΐνη που ονομάζεται Parkin, ώστε τα κατεστραμμένα μιτοχόνδρια να μπορέσουν να ανακυκλωθούν.
«Είναι η πρώτη φορά που βλέπουμε την ανθρώπινη PINK1 προσδεδεμένη στην επιφάνεια κατεστραμμένων μιτοχονδρίων και αυτή η ανακάλυψη αποκάλυψε μια εντυπωσιακή ποικιλία πρωτεϊνών που λειτουργούν ως σημεία πρόσδεσης. Είδαμε επίσης, για πρώτη φορά, πώς οι μεταλλάξεις που υπάρχουν σε άτομα με νόσο του Πάρκινσον επηρεάζουν την ανθρώπινη PINK1», δήλωσε η Δρ Callegari.
Αν και είναι νωρίς, η συγκεκριμένη έρευνα θα μπορούσε να οδηγήσει στην ανάπτυξη θεραπειών για την αποκατάσταση της λειτουργικότητας της συγκεκριμένης πρωτεΐνης, ώστε να μειωθεί ο κίνδυνος της νόσου του Πάρκινσον ή να επιβραδυνθεί η εξέλιξή της.
Πληροφορίες: ScienceAlert, Independent