Μια γενετική μετάλλαξη σε μια μικρή πρωτεΐνη που δεν είχε ταυτοποιηθεί προηγουμένως παρέχει σημαντική προστασία έναντι της νόσου Πάρκινσον και προσφέρει μια νέα κατεύθυνση για την εξερεύνηση πιθανών θεραπειών, σύμφωνα με μια νέα μελέτη από τη Γεροντολογική Σχολή Leonard Davis του USC.
Η παραλλαγή, που βρίσκεται σε μια μιτοχονδριακή μικροπρωτεΐνη που ονομάζεται SHLP2, βρέθηκε ότι είναι εξαιρετικά προστατευτική έναντι της νόσου Πάρκινσον. Τα άτομα με αυτή τη μετάλλαξη έχουν τις μισές πιθανότητες να αναπτύξουν τη νόσο από εκείνα που δεν τη φέρουν. Η παραλλαγή της πρωτεΐνης είναι σχετικά σπάνια και εντοπίζεται κυρίως σε άτομα ευρωπαϊκής καταγωγής, σύμφωνα με τα ευρήματα δημοσιεύονται στο περιοδικό Molecular Psychiatry.
Η SHLP2 που ανακαλύφθηκε για πρώτη φορά από τον Pinchas Cohen στο USC Leonard Davis School το 2016, παράγεται στα μιτοχόνδρια του κυττάρου. Προηγούμενη έρευνα από το Cohen Lab έδειξε ότι η SHLP2 σχετίζεται με την προστασία από ασθένειες που σχετίζονται με τη γήρανση, όπως ο καρκίνος και ότι τα επίπεδα της μικροπρωτεΐνης αλλάζουν σε ασθενείς με νόσο Πάρκινσον.
Συγκεκριμένα, ανεβαίνουν καθώς το σώμα προσπαθεί να εξουδετερώσει την παθολογία της νόσου Πάρκινσον, αλλά συχνά αποτυγχάνουν να αυξήσουν την παραγωγή καθώς η νόσος εξελίσσεται. Αυτό το τελευταίο εύρημα βασίζεται στην προηγούμενη μιτοχονδριακή έρευνα της ομάδας USC και αντιπροσωπεύει μια πρόοδο στη διασταύρωση της επιστήμης της μακροζωίας, της υγείας ακριβείας και της ανακάλυψης μικροπρωτεϊνών.
«Αυτή η μελέτη προάγει την κατανόησή μας για το γιατί οι άνθρωποι μπορεί να νοσήσουν από Πάρκινσον και πώς θα μπορούσαμε να αναπτύξουμε νέες θεραπείες για αυτήν την καταστροφική ασθένεια», δήλωσε ο Δρ. Cohen, καθηγητής γεροντολογίας, ιατρικής και βιολογικών επιστημών και ανώτερος συγγραφέας της μελέτης.
«Επίσης, επειδή οι περισσότερες έρευνες γίνονται σε καθιερωμένα γονίδια που κωδικοποιούν πρωτεΐνες στον πυρήνα, υπογραμμίζει τη σημασία της εξερεύνησης των μικροπρωτεϊνών που προέρχονται από μιτοχόνδρια ως μια νέα προσέγγιση για την πρόληψη και τη θεραπεία ασθενειών της γήρανσης».
Τα πειράματα που οδήγησαν στην ανακάλυψη για τη γενετική μετάλλαξη που προστατεύει από Πάρκινσον
Για αυτήν τη μελέτη, ο πρώτος συγγραφέας Su-Jeong Kim, επίκουρος ερευνητής και καθηγητής γεροντολογίας στο USC Leonard Davis School, διεξήγε μια σειρά πειραμάτων που αξιοποίησαν τον αγωγό ανακάλυψης μικροπρωτεϊνών που αναπτύχθηκε από το εργαστήριο και ξεκίνησε με μια ανάλυση που βασίζεται σε μεγάλα δεδομένα για τον εντοπισμό παραλλαγές που εμπλέκονται στη νόσο.
Χιλιάδες άτομα από τη Μελέτη Υγείας & Συνταξιοδότησης, τη Μελέτη Καρδιαγγειακής Υγείας και τη Μελέτη Καρδιάς Framingham εξετάστηκαν για την παραλλαγή SHLP2.
Συγκρίνοντας γενετικές παραλλαγές στο μιτοχονδριακό DNA σε ασθενείς με νόσο Πάρκινσον και στην ομάδα ελέγχου, οι ερευνητές βρήκαν μια εξαιρετικά προστατευτική παραλλαγή που βρέθηκε στο 1% των Ευρωπαίων, που μείωσε τον κίνδυνο της νόσου Πάρκινσον κατά δύο φορές, στο 50% του μέσου όρου.
Στη συνέχεια, έδειξαν ότι αυτή η φυσική παραλλαγή έχει ως αποτέλεσμα μια αλλαγή στην αλληλουχία αμινοξέων και στη δομή της πρωτεΐνης του SHLP2. Η μετάλλαξη είναι ουσιαστικά μια παραλλαγή που σχετίζεται με υψηλότερη έκφραση του SHLP2 και επίσης καθιστά τη μικροπρωτεΐνη πιο σταθερή. Σύμφωνα με τα ευρήματά τους, η παραλλαγή SHLP2 έχει υψηλή σταθερότητα σε σύγκριση με τον πιο κοινό τύπο και παρέχει ενισχυμένη προστασία έναντι της μιτοχονδριακής δυσλειτουργίας.
Η πρωτεΐνη συνδέεται με ένα ένζυμο απαραίτητο για τη ζωή
Η ερευνητική ομάδα διαπίστωσε ότι η SHLP2 συνδέεται ειδικά με ένα ένζυμο στα μιτοχόνδρια που ονομάζεται μιτοχονδριακό σύμπλεγμα 1. Αυτό το ένζυμο είναι απαραίτητο για τη ζωή και οι μειώσεις στη λειτουργία του έχουν συνδεθεί όχι μόνο με τη νόσο Πάρκινσον αλλά και με τα εγκεφαλικά και τα εμφράγματα.
Η αυξημένη σταθερότητα της παραλλαγής SHLP2 σημαίνει ότι η μικροπρωτεΐνη συνδέεται με το μιτοχονδριακό σύμπλεγμα 1 πιο σταθερά, αποτρέπει την πτώση της δραστηριότητας του ενζύμου και έτσι μειώνει τη μιτοχονδριακή δυσλειτουργία. Τα οφέλη της μεταλλαγμένης μορφής του SHLP2 παρατηρήθηκαν τόσο σε πειράματα in vitro σε δείγματα ανθρώπινου ιστού όσο και σε μοντέλα ποντικών με τη νόσο, σύμφωνα με τη μελέτη.
«Τα δεδομένα μας υπογραμμίζουν τις βιολογικές επιδράσεις μιας συγκεκριμένης παραλλαγής γονιδίου και τους πιθανούς μοριακούς μηχανισμούς με τους οποίους αυτή η μετάλλαξη μπορεί να μειώσει τον κίνδυνο για τη νόσο Πάρκινσον», είπε ο Δρ. Kim και κατέληξε: «Αυτά τα ευρήματα μπορεί να καθοδηγήσουν την ανάπτυξη θεραπειών και να παρέχουν έναν οδικό χάρτη για την κατανόηση άλλων μεταλλάξεων που βρίσκονται στις μιτοχονδριακές μικροπρωτεΐνες».