U sedmogodišnjim istraživačkim naporima, međunarodni tim naučnika je razjasnio uzroke određenih genetskih oblika Parkinsonove bolesti i identifikovao potencijalne farmakološke tretmane. Interdisciplinarni istraživački tim, predvođen prof. Rejkom Krügerom, iz Luksemburškog centra za sistemsku biomedicinu (LCSB) Univerziteta u Luksemburgu, eksperimentirao je na ćelijskim kulturama zasnovanim na pacijentima u laboratoriji. Nova kombinacija aktivnih supstanci koju su identificirali morat će proći klinička ispitivanja prije nego što se mogu koristiti za liječenje pacijenata. Istraživački tim je danas objavio svoje rezultate u naučnom časopisu Science Translational Medicine.
Nedostatak proteina DJ-1 čini vas bolesnim
Protein nazvan DJ-1 igra ključnu ulogu u održavanju funkcionisanja nervnih ćelija. Ako tijelo nije u stanju proizvesti dovoljne količine DJ-1, važne nervne ćelije umiru. Rezultat je pojava neurodegenerativnih bolesti kao što je Parkinsonova bolest. Proizvodnja važnih proteina poput DJ-1 može biti poremećena ili trajno zaustavljena ako su genetski nacrti ili proizvodni procesi koje oni kodiraju neispravni.
Sada je istraživački tim prof. Rejka Krügera u Luksemburgu uspio po prvi put identificirati važnost greške u proizvodnom procesu poznate kao 'spajanje' u razvoju određenog oblika Parkinsonove bolesti. „Kod pacijenata, suštinski alat za sastavljanje proteina DJ-1 ne uspeva da pristane kako treba“, objašnjava Krüger. „U naučnom smislu, to nazivamo preskakanjem egzona. Kao rezultat ovog defekta, protein se uopće ne gradi." Rezultat istraživanja nudi potpuno novu tačku napada za liječenje ovog poremećaja sinteze proteina lijekovima. "Ovaj uvid u osnovi mijenja naš pogled na uzroke bolest i predstavlja potpuno nove mogućnosti za liječenje, " kaže dr Ibrahim Boussaad, LCSB naučnik i prvi autor naučnog rada. "Ovo novo razumijevanje mogli smo steći samo zahvaljujući ćelijama kože pacijenata", naglašava Boussaad.
Donacija ćelije omogućava napredak
Luksemburška Parkinsonova studija, započeta 2015. godine, uključuje grupu od 800 pacijenata sa Parkinsonovom bolešću i 800 zdravih kontrolnih subjekata. Zahvaljujući donaciji ćelija kože uzetih malim biopsijama, istraživači u Luksemburgu su uspeli da reprogramiraju ove ćelije da prerastu u nervne ćelije in vitro. Ove nervne ćelije su vrlo slične neuronima u zahvaćenim regijama mozga donora i mogu se koristiti za analize i testove u laboratoriji. Budući da iz zdravstvenih i etičkih razloga nije moguće uzeti neurone direktno iz mozga pacijenata, reprogramiranje je jedini način da se in vitro ispitaju kliničke karakteristike neurona pacijenta. U naučnom žargonu, ovo se zove in vitro model baziran na pacijentu i važan je korak u personaliziranoj medicini. Koristeći ovu metodu, tim prof. Krügera uspio je objasniti uzrok genetskog oblika Parkinsonove bolesti u kojoj je gen PARK7 mutiran. Prof. Thomas Gasser, medicinski direktor Univerzitetske bolnice u Tübingenu i koautor rada, dodaje: „Ponosni smo što smo mogli doprinijeti svojom stručnošću u reprogramiranju ćelija pacijenata ovom radu sa matičnim ćelijama naših kolega u Luksemburg." U istraživačkom projektu sarađivale su institucije iz Njemačke, Italije i SAD-a.
Luksemburška interdisciplinarnost je ključ ovog uspjeha
Precizni bioinformatički algoritmi razvijeni u LCSB-u omogućili su istraživačkom timu da odmah izvrši automatsku pretragu potencijalnih aktivnih supstanci za liječenje lijekova. Ovo je dalo hit u obliku aktivnih jedinjenja fenilmaslačne kiseline i RECTAS-a (RECTifier of Aberrant Splicing). Primijenjene u kombinaciji, ove dvije aktivne supstance omogućavaju ćelijama u epruveti da efikasno reaktiviraju proizvodnju važnog proteina DJ-1. "Samo kombinovanjem brojnih disciplina - od medicinske prakse, preko laboratorijskih istraživanja, do informatike - mogli bismo razumeti uzrok i istovremeno identifikovati aktivne supstance za potencijalno lečenje", objašnjava prof. Rejko Krüger. On dodaje: "Ovakav naučni napredak 'Made in Luxembourg' je moguć jer su sve potrebne discipline objedinjene u Luksemburgu već nekoliko godina." Ovaj rad predstavlja vrhunac dosadašnjeg PEARL programa Luksemburškog nacionalnog istraživačkog fonda (FNR), kroz koji se finansira istraživanje prof. Krügera i njegovog tima. Tim naučnika posebno se zahvaljuje ljudima koji učestvuju u Luksemburškoj Parkinsonovoj studiji i koji su omogućili ovo istraživanje.
