Согласно исследованиям на мышах, проведенным исследователями из St. Детская исследовательская больница Джуда.
Болезнь Паркинсона – это заболевание, при котором нервные клетки в части мозга, называемой черной субстанцией, умирают, что приводит к потере дофамина, молекулы, передающей нервный сигнал, которая помогает контролировать движение мышц. Отсутствие дофамина в этих клетках, называемых дофаминергическими нейронами, вызывает потерю мышечного контроля, дрожь и отсутствие координации.
Молекула, предотвращающая повреждение черной субстанции, – это фермент под названием GST pi ("пирог"). Эта молекула стоит как часовой на перекрестке нескольких биохимических путей, любой из которых может привести к болезни Паркинсона, сообщили исследователи в статье, опубликованной в феврале. 1 раннее онлайн-издание Proceedings of the National Academy of Sciences.
Задача антиоксиданта GST pi – защищать клетку от смерти, вызванной токсинами окружающей среды (вызванная извне гибелью клеток), такими как гербициды и пестициды, или процессом самоуничтожения, называемым апоптозом (самоубийство клетки), вызванным определенными стрессовыми состояниями. в камере. Если уровни GST pi снижены или этот фермент подавлен токсинами, эти нервы подвергаются повышенному риску смерти. Предыдущие исследования показали, что способность GST pi защищать клетки от токсичных молекул напрямую связана со способностью раковых клеток с чрезмерным количеством этого фермента снижать эффективность химиотерапии.
По словам Ричарда Смейна, доктора философии, открытие, что GST pi играет ключевую роль в предотвращении болезни Паркинсона, предполагает, что измерение уровней этого фермента может быть эффективным способом определения людей, подверженных риску развития этого заболевания.D., член-корреспондент кафедры нейробиологии развития Санкт-Петербургского государственного университета им. Джуд. "В будущем методы лечения, повышающие уровень GST pi в черной субстанции, могут помочь предотвратить или отсрочить начало болезни Паркинсона или снизить ее тяжесть," сказал Смейн, старший автор отчета.
GST pi – один из семейства подобных ферментов, которые устраняют свободные радикалы, генерируемые пестицидами и другими химическими веществами. Два члена этого семейства присутствуют в головном мозге, но только один из них, GST pi, находится в дофаминергических нейронах черной субстанции. Свободные радикалы – это очень нестабильные молекулы, которые легко взаимодействуют с другими молекулами, вызывая повреждение клеток.
Исследование проливает свет на причины большинства случаев болезни Паркинсона, которые в настоящее время остаются необъясненными. "Большинство этих случаев болезни Паркинсона, по-видимому, возникает из-за того, что люди с генетической предрасположенностью к заболеванию подвергаются воздействию токсинов окружающей среды, таких как пестициды и гербициды, которые вызывают образование свободных радикалов, убивающих дофаминергические нейроны в черной субстанции," Смэйн сказал. "Мы также знаем, что GST pi блокирует процесс самоубийства клетки, вызванный стрессами, которые клетка не может преодолеть, такими как увеличение количества свободных радикалов или потеря способности клетки производить энергию.".
Команда Смейна показала, что из двух известных типов GST в головном мозге только GST pi присутствует в дофаминергических нейронах, которые теряются при болезни Паркинсона. Затем ученые обработали две разные популяции мышей МРТР, химическим веществом, которое вызывает потерю этих клеток, чтобы определить, изменились ли уровни GST pi. У мышей, о которых известно, что они чувствительны к MPTP, наблюдалась полная, но временная потеря GST pi в дофаминергических нейронах черной субстанции, в то время как та же область мозга у MPTP-устойчивых мышей никогда полностью не теряла GST pi и не восстанавливала свои исходные уровни. в течение 12 часов.
Кроме того, команда показала, что при лечении этим препаратом мышей, устойчивых к МРТР, присутствие GST pi в дофаминергических нейронах предотвращало активацию cJUN, молекулы, запускающей апоптоз. Эти данные свидетельствуют о том, что GST pi предотвращает апоптоз в дофаминергических нейронах черной субстанции, сказал Смейн.
Исследователи также показали в исследованиях клеточных культур, что блокирование продукции GST pi в клетках черной субстанции делает их уязвимыми для MPTP, вызывая значительную смертность среди этих клеток. Кроме того, когда исследователи заблокировали производство GST-pi в дофаминергических нейронах черной субстанции, около четверти из них умерли, даже если их не лечили MPTP. "Это говорит о том, что даже в отсутствие MPTP фермент GST pi играет решающую роль в предотвращении гибели клеток, которая может происходить из-за естественного накопления свободных радикалов," Смэйн сказал.
Наконец, исследователи изучили влияние МФТП на черную субстанцию нормального, "дикий тип" мыши и мыши, у которых отсутствовал один (+/-) или оба (- / -) гена для GST pi. Мыши дикого типа и GST pi (+/-) показали аналогичную устойчивость к MPTP, но мыши GST pi (- / -) потеряли чуть менее половины своих дофаминергических нейронов после лечения MPTP. Через шесть часов после обработки MPTP образование свободных радикалов увеличилось на 300 процентов в черной субстанции мышей GST pi (- / -) по сравнению с черной субстанцией мышей GST pi (+ / +). Эти результаты являются дополнительным доказательством того, что GST pi может играть важную роль в предотвращении болезни Паркинсона," Смэйн сказал.
Результаты St. Исследование Джуда, показывающее важность GST pi, может помочь объяснить предыдущую работу других исследователей, связывающую потерю этого фермента с разрушением дофаминергических нейронов. Например, есть некоторые свидетельства того, что изменения в гене GSP pi связаны с повышенным риском болезни Паркинсона после воздействия пестицидов. Кроме того, хотя большинство случаев болезни Паркинсона не имеют известной причины, эксперты считают, что они вызваны взаимодействием генетической предрасположенности к болезни Паркинсона с воздействием различных факторов окружающей среды, таких как пестициды и гербициды.
"Таким образом, новые результаты приближают исследователей к пониманию того, почему возникает болезнь Паркинсона и, возможно, как разработать более эффективные методы лечения," Смэйн сказал.
Источник: St. Детская исследовательская больница Джуда