Boala Parkinson este definită de două semne distinctive: moartea neuronilor producători de dopamine dintr-o regiune a creierului numită substantia nigra și acumularea proteinelor α-sinuclein sub formă de aglomerări cunoscute sub numele de corpi Lewy. Dopamina este un neurotransmițător, un mesager chimic pe care neuronii îl utilizează pentru comunicare, iar pierderea sa a fost legată de simptomele Parkinsonului, cum ar fi tremuratul, rigiditatea și dificultățile de mișcare.
În interiorul neuronilor, dopamina, fiind chimic instabilă, trebuie să fie rapid împachetată în bule membrane numite vezicule sinaptice pentru a preveni oxidarea, deoarece forma sa oxidată poate deteriora proteinele și organele. Molecula cheie responsabilă de încărcarea dopaminei în vezicule este transportorul monoaminic vezicular 2 (VMAT2), care funcționează ca o pompă încorporată în membrana veziculei care împinge activ dopamina în interior. În mod crucial, această pompă necesită energie sub formă de ATP, moneda universală de energie a celulei, furnizată de mitocondriile rezidente.
DJ-1 este o mică proteină implicată în controlul calității mitocondriale și apărarea antioxidantă celulară. Mutațiile în gena PARK7, care codează pentru DJ-1, cauzează o formă rară de debut precoce a Parkinsonului familial. În mod important, studiile anterioare au sugerat că DJ-1 poate stimula direct VMAT2, dar acest lucru nu fusese investigat niciodată în neuroni dopaminergici umani autentici. Cercetătorii de la Universitatea Ludwig Maximilian din München au încercat să acopere această lacună de cunoștințe în acest nou studiu publicat în Science Advances. Aceeași echipă a arătat anterior că acest mecanism este probabil relevant și pentru Parkinsonul sporadic, care constituie majoritatea cazurilor.
Interesant, modelele de șoareci ale Parkinsonului au eșuat istoric în reproducerea oxidării dopaminei și a morții neuronilor caracteristice bolii umane. Autorii, totuși, au folosit neuroni derivați din celule stem pluripotente induse umane (iPSC-uri), un model mult mai relevant pentru această întrebare specifică decât sistemele de șoareci.
După diferențierea iPSC-urilor din două linii de eliminare a DJ-1 și controalele lor sănătoase în neuroni dopaminergici maturi ai creierului mijlociu, cercetătorii au efectuat o analiză proteomică și au constatat că VMAT2 se număra printre proteinele cel mai puternic reglate în liniile DJ-1-KO. Analiza ontologică a genelor proteice reglate a implicat căi legate de veziculele sinaptice, activitatea transportorului transmembranar și transmiterea sinaptică chimică.
Microscopia confocală a arătat o densitate redusă a sinapselor dopaminergice pozitive pentru VMAT2 în neuroni DJ-1 KO. Utilizând o tehnologie de imagistică și mai avansată, MINFLUX-DNA-PAINT, o metodă de imagistică cu o singură moleculă cu rezoluție ultra-înaltă, cercetătorii au putut examina sinapsele dopaminergice individuale. Ambele
Sursa: [Articolul original](link către studiu sau raport)
Senior Editor RevistaSanatatii.ro. Pasionat de lifespan, fan David Sinclair.