Descoperire În Medicina Parkinson: Deficiența de ATP și Impactul asupra Dopaminei

Oamenii de știință au făcut o descoperire semnificativă în înțelegerea bolii Parkinson, legând deficiența de ATP (adenozin trifosfat) de procesarea defectuoasă a dopaminei în sinapse, ceea ce duce la acumularea proteinelor nocive specifice acestei afecțiuni. Suplimentarea cu ATP ar putea oferi beneficii, însă drumul către aplicabilitatea clinică este încă lung.

Boala Parkinson este caracterizată prin două aspecte principale: moartea neuronilor producători de dopamină dintr-o regiune a creierului mijlociu numită substantia nigra și acumularea proteinelor α-sinuclein în aglomerări cunoscute sub numele de corpuri Lewy. Dopamina este un neurotransmițător esențial pentru comunicarea între neuroni, iar pierderea acesteia este asociată cu simptome ale Parkinsonului, precum tremuratul, rigiditatea și dificultățile de mișcare.

În interiorul neuronilor, dopamina trebuie împachetată rapid în vezicule sinaptice pentru a împiedica oxidarea sa, forma oxidată putând deteriora proteinele și organele celulare. Molecula cheie care facilitează încărcarea dopaminei în vezicule este transportorul monoaminic vezicular 2 (VMAT2), o pompă care împinge activ dopamina în interiorul veziculelor, necesitând energie sub formă de ATP, moneda energetică universală a celulei, furnizată de mitocondriile rezidente.

Proteina DJ-1, implicată în controlul calității mitocondriale și apărarea antioxidantă celulară, joacă un rol crucial. Mutatiile în gena PARK7, care codifică pentru DJ-1, cauzează o formă rară și precoce de Parkinson familial. Studii anterioare sugerau că DJ-1 ar putea stimula direct VMAT2, însă aceasta nu a fost investigată anterior în neuroni dopaminergici umani reali. Cercetătorii de la Universitatea Ludwig Maximilian din München au abordat această lacună în cunoștințe printr-un studiu recent publicat în Science Advances, arătând că acest mecanism este probabil relevant și pentru forma sporadică de Parkinson, cea mai comună.

Interesant, modelele de Parkinson la șoareci nu au reușit istoric să reproducă oxidarea dopaminei și moartea neuronilor caracteristice bolii umane. Autorii studiului au folosit neuroni derivați din celule stem pluripotente induse umane (iPSCs), un model mult mai relevant pentru această problemă decât sistemele pe rozătoare.

După diferențierea iPSCs din două linii cu knockout DJ-1 și controalele lor sănătoase în neuroni dopaminergici maturi ai creierului mijlociu, cercetătorii au efectuat o analiză proteomică și au descoperit că VMAT2 era printre proteinele cel mai mult subregulate în liniile DJ-1 KO. Analiza ontologiei genelor pentru proteinele subregulate a implicat căi legate de veziculele sinaptice, activitatea transportorilor transmembranari și transmisia sinaptică chimică.

Microscopia confocală a arătat o densitate redusă a sinapselor dopaminergice VMAT2-pozitive în neuroni DJ-1 KO. Folosind MINFLUX-DNA PAINT, o metodă de imagistică de înaltă rezoluție la nivel de moleculă singulară, cercetătorii au putut examina sinapsele dopaminergice individuale.

Sursa: Lifespan.io