Oamenii de știință găsesc o moleculă specială care ajută la combaterea bolii Alzheimer, Parkinson

Cercetătorii de la Harvard Medical School au descoperit o moleculă care ajută celulele umane să scape de proteinele deformate și deformate implicate în boala Alzheimer și alte afecțiuni neurodegenerative.

Acest studiu ar putea avea implicații de anvergură pentru dezvoltarea medicamentelor pentru tratarea nu numai a bolilor neurodegenerative, ci și a altor boli care au fost legate de o acumulare de proteine ​​rele.

Celulele creează și elimină continuu proteinele, un proces care depinde de echilibrul prețios dintre viteza în care sunt create noile proteine ​​și viteza cu care sunt distruse cele deteriorate.

Distrugerea proteinelor face parte din acest sistem sofisticat, iar proteinele sunt marcate ca gunoi prin etichetarea cu o moleculă mică numită ubiquitină.

Ubiquitina se fixează pe aceste proteine ​​marcate, formând deseori lanțuri lungi. Apoi, sistemul de eliminare a gunoiului de proteine ​​al celulei, proteazomul, recunoaște aceste proteine ​​ubiquitinate și le descompune.

Dacă acest sistem reglat fin funcționează defectuos, proteinele deteriorate sau pliate greșit încep să se acumuleze în celulă și pot deveni toxice. O serie de afecțiuni, inclusiv Alzheimer, Parkinson și Creutzfeldt-Jakob au fost asociate cu această acumulare de proteine ​​pliate greșit.

O echipă de cercetători condusă de cercetătorii școlii medicale de la Harvard, Daniel Finley, profesor de biologie celulară, și Randall King, profesor asociat de biologie celulară, au dorit să înțeleagă mai bine ce anume face ca acest sistem să funcționeze defectuos. Așa că au perfecționat o enzimă numită Usp14.

În timpul cercetărilor lor, oamenii de știință au descoperit că Usp14, atunci când este activat, rupe lanțul ubiquitin. Acest lucru încetinește capacitatea proteazomului de a scăpa celula de proteinele rele. Când se întâmplă acest lucru, celula creează proteine ​​noi mai repede decât scapă de cele vechi, ducând la acumularea de proteine ​​desfigurate.

Cercetătorii și-au propus să vadă dacă pot găsi apoi o moleculă care blochează Usp14 - un inhibitor selectiv - care să permită proteozomului să-și facă în mod liber treaba.

Pentru a găsi acest inhibitor selectiv, Byung-Hoon Lee, un cercetător postdoctoral, a creat un proces unic de screening cu asistență de la Institutul de chimie și biologie celulară-instalația de screening Longwood de la HMS.

Lee a testat 63.000 de compuși, căutând molecule care inhibau doar Usp14 și care se pot infiltra cu ușurință în celulă. Cel mai puternic candidat a fost o moleculă mică pe care au numit-o IU1.

Un alt cercetător postdoctoral, Min Jae Lee, și colegii săi au pus IU1 să lucreze atât în ​​culturile de celule umane, cât și în cele de șoarece. Ei au descoperit că IU1 a inhibat Usp14, permițând în același timp proteazomului să scape mai repede de proteinele rele. Așadar, adăugarea IU1 la celule a stimulat efectiv activitatea proteazomului.

Deși oamenii de știință încă încearcă să-și dea seama cum funcționează IU1, se pare că molecula reține capacitatea lui Usp14 de a tăia lanțul ubiquitin.

Pe măsură ce oamenii de știință află mai multe despre legătura dintre proteinele desfigurate și bolile umane, interesul pentru proteazom a crescut. În timp ce o mare parte din acest accent a fost pus pe modalități de a încetini activitatea proteazomului, poate exista un avantaj unic pentru un medicament care stimulează activitatea proteazomului, mai degrabă decât să-l împiedice, a spus Finley.

"Dacă luați o celulă tipică care crește în cultură și îi ucideți activitatea Usp14, celula va continua să prospere", a spus Finley. „Dacă îi omori activitatea proteazomului, ar muri imediat”.

Această cercetare ar putea avea implicații de anvergură pentru dezvoltarea medicamentelor pentru tratarea nu numai a bolilor neurodegenerative, ci și a altor boli care au fost legate de o acumulare de proteine ​​pliate greșit, a spus King.

Sursa: Harvard Medical School