Nowe badania wskazują, że akroleina, produkt uboczny stresu oksydacyjnego, jest kluczowa w postępie choroby Parkinsona. Stwierdzono, że celowanie w związek spowolniło stan u szczurów – odkrycie, które może wkrótce doprowadzić do nowych leków na tę chorobę.
Choroba Parkinsona dotyka około 500 000 osób w Stanach Zjednoczonych, a każdego roku odnotowuje się 50 000 nowych przypadków.
Choroba jest neurodegeneratywna, co oznacza, że neurony w obszarze mózgu związane z umiejętnościami motorycznymi i kontrolą ruchu stopniowo pogarszają się i umierają.
Te komórki mózgowe normalnie wytwarzałyby dopaminę, która jest kluczowym neuroprzekaźnikiem do regulacji złożonych ruchów, a także kontrolowania nastroju.
Chociaż obecne terapie choroby Parkinsona obejmują leki takie jak lewodopa, które mózg może wykorzystać do tworzenia dopaminy, powód, dla którego neurony dopaminergiczne umierają w pierwszej kolejności, pozostaje nieznany.
Tak więc, teraz zespół badaczy prowadzonych przez dwóch profesorów z Purdue University w West Lafayette, IN, zbadał hipotezę, że produkt stresu oksydacyjnego może być kluczowym graczem w śmierci komórki i rozwoju choroby.
Stres oksydacyjny ma miejsce, gdy rodniki tlenowe są wytwarzane w nadmiarze, co prowadzi do szeregu szkodliwych efektów, takich jak zwiększona toksyczność i uszkodzenie naszego DNA.
Riyi Shi i Jean-Christophe Rochet, którzy są profesorami w Purdue Institute for Integrative Neuroscience i Purdue Institute for Drug Discovery, wspólnie prowadzili badania, których wyniki zostały opublikowane w czasopiśmie
Badanie akroleiny na szczurach
Profesor Shi, Rochet i współpracownicy wykorzystali model genetycznie zmodyfikowanych szczurów do wywołania objawów podobnych do Parkinsona i zbadania zachowania ich komórek dopaminergicznych, zarówno in vitro, jak i in vivo.
Naukowcy odkryli, że związek zwany akroleiną ma skłonność do gromadzenia się w tkance mózgowej szczurów dotkniętych chorobą Parkinsona.
Akroleina, jak wyjaśniają naukowcy, jest toksycznym produktem ubocznym spalania tłuszczu w mózgu dla energii. Związek ten jest zwykle usuwany z organizmu.
Co ciekawe, badanie wykazało, że akroleina podnosi poziom alfa-synukleiny. Jest to zlepione białko, które prawdopodobnie zabija neurony produkujące dopaminę, ponieważ gromadzi się w nietypowych ilościach w komórkach mózgowych u pacjentów z demencją Parkinsona lub Lewy’ego.
Ponadto wstrzyknięcie akroleiny zdrowym szczurom spowodowało zaburzenia behawioralne typowe dla Parkinsona. Następnie naukowcy chcieli sprawdzić, czy celowanie w ten związek powstrzyma rozwój choroby.
Blokowanie akroleiny spowalnia parkinsonizm
W tym celu zespół przeprowadził eksperymenty zarówno w kulturach komórkowych, jak iu zwierząt, oceniając ich anatomię i funkcjonalność ich zachowania.
Zwrócili się do hydralazyny, leku stosowanego w leczeniu ciśnienia krwi. Jak wyjaśnia prof. Shi, hydralazyna jest również «związkiem, który może wiązać się z akroleiną i usuwać ją z organizmu».
Co niezwykłe, naukowcy odkryli, że hamowanie akroleiny za pomocą hydralazyny złagodziło objawy podobne do choroby Parkinsona u szczurów, jak donosi autor wspólnie prowadzący badanie.
«Akroleina jest nowym celem terapeutycznym, więc po raz pierwszy pokazano ją w modelu zwierzęcym, że jeśli obniżysz poziom akroleiny, możesz faktycznie spowolnić postęp choroby […]».
Prof. Riyi Shi
«To bardzo ekscytujące» – mówi. «Pracujemy nad tym od ponad 10 lat.»
«Pokazaliśmy, że akroleina służy nie tylko jako obserwator w chorobie Parkinsona, ale odgrywa bezpośrednią rolę w śmierci neuronów» – dodaje prof. Rochet.
Szczury kontra ludzie: w stronę nowych leków
Profesor Rochet ostrzega, że choć obiecujące, znalezienie leku, który powstrzymuje chorobę u szczurów, nadal jest dalekie od znalezienia równoważnego związku u ludzi.
«W ciągu dziesięcioleci badań odkryliśmy wiele sposobów leczenia choroby Parkinsona w przedklinicznych badaniach na zwierzętach» – mówi – «a jednak nadal nie mamy terapii choroby, która powstrzymuje leżącą u podstaw neurodegenerację u ludzi.»
«Ale to odkrycie doprowadza nas dalej do odkrycia leków i możliwe jest opracowanie terapii lekowej w oparciu o te informacje» – dodaje prof. Rochet.
Chociaż hydralazyna jest już w użyciu i wiemy, że nie ma ona szkodliwych skutków, naukowcy twierdzą, że z różnych powodów może nie okazać się najlepszym lekiem przeciw chorobie Parkinsona.
«Bez względu na to,» kontynuuje profesor Rochet, «ten lek jest dla nas dowodem, że możemy znaleźć inne leki, które działają jak zmiatacz dla akroleiny».
«Z tego właśnie powodu», wyjaśnia profesor Shi, «aktywnie szukamy dodatkowych leków, które mogą albo skuteczniej obniżać akroleinę, albo robić to z mniejszą ilością skutków ubocznych.»
«Kluczem jest posiadanie biomarkera do akumulacji akroleiny, który można łatwo wykryć, np. przy użyciu moczu lub krwi» – mówi.
«Chodzi o to, że w niedalekiej przyszłości możemy wykryć tę toksynę na długo przed wystąpieniem objawów i zainicjować terapię, aby odepchnąć chorobę. Możemy być w stanie opóźnić wystąpienie tej choroby w nieskończoność. To nasza teoria i cel.»
Prof. Riyi Shi
Najnowocześniejsze badania i przyszłość terapii
W 2024 roku badania nad akroleiną zyskują na znaczeniu, a nowe publikacje wskazują na jej potencjalną rolę w profilaktyce i terapii choroby Parkinsona. Naukowcy z różnych instytucji na całym świecie prowadzą badania kliniczne, które mają na celu potwierdzenie skuteczności hydralazyny oraz innych związków, które mogą skuteczniej eliminować akroleinę ze organizmu.
Wstępne wyniki tych badań sugerują, że monitorowanie poziomu akroleiny może być użytecznym biomarkerem w diagnostyce i prognozowaniu postępu choroby. Dzięki temu, lekarze mogą bardziej precyzyjnie dostosować terapie do potrzeb pacjentów.
Warto również zauważyć, że zrozumienie mechanizmów działania akroleiny może prowadzić do odkrycia nowych celów terapeutycznych, co jeszcze bardziej zwiększy możliwości leczenia pacjentów z chorobą Parkinsona. Z perspektywy terapeutycznej, akroleina staje się nie tylko zagadnieniem badawczym, ale także nadzieją na przyszłe terapie, które mogą całkowicie zmienić sposób, w jaki podchodzimy do leczenia tej trudnej choroby.
