Istraživači sa Univerziteta u Tel Avivu sarađivali su sa tri glavna izraelska medicinska centra kako bi razvili novu metodu za otkrivanje agregacije proteina u ćelijama – što je obeležje Parkinsonove bolesti. Tehnologija može omogućiti dijagnostiku i do 20 godina pre pojave prvih motoričkih simptoma, olakšavajući lečenje ili čak prevenciju teške bolesti koja je trenutno neizlečiva.
Novi pristup je zasnovan na mikroskopiji super rezolucije u kombinaciji sa računarskom analizom, omogućavajući precizno mapiranje molekula i strukture agregata. Istraživači objašnjavaju: „Naš metod se može koristiti za identifikaciju ranih znakova i omogućavanje preventivnog tretmana kod mladih ljudi koji su u riziku od razvoja Parkinsonove bolesti kasnije u životu. U budućnosti bi tehnologija takođe mogla biti prilagođena za ranu dijagnozu drugih neurodegenerativnih bolesti, uključujući Alchajmerova bolest“.
Studiju su pilotirali istraživači sa Fakulteta neurobiologije, biohemije i biofizike na Fakultetu prirodnih nauka Vise, škole neuronauka Sagol i Fakulteta medicinskih i zdravstvenih nauka Univerziteta u Tel Avivu.
Rad je objavljen u Frontiers in Molecular Neuroscience.
Profesor Ašeri kaže: „Parkinsonova bolest je druga najrasprostranjenija neurodegenerativna bolest u svetu posle Alchajmerove – sa oko 8,5 miliona ljudi sa Parkinsonovom bolešću danas širom sveta, i 1.200 novih obolelih koji se dijagnostikuje godišnje u Izraelu. Oslabljujuću bolest karakteriše uništavanje dopaminergički neuroni (koji proizvode dopamin) u oblasti Substantia Nigra mozga.
„Danas se dijagnoza Parkinsonove bolesti zasniva uglavnom na kliničkim simptomima kao što su drhtanje ili poremećaji u hodu, uz relevantne upitnike. Međutim, ovi simptomi se obično javljaju u relativno uznapredovalom stadijumu bolesti, kada je preko 50%, a do 80% obolelih. dopaminergički neuroni u Substantia Nigra su već mrtvi.
„Shodno tome, dostupni tretmani su prilično ograničeni u svom efektu i obično se bave samo motoričkim problemima. U ovoj studiji počeli smo da razvijamo istraživački alat koji omogućava dijagnozu Parkinsonove bolesti u mnogo ranijoj fazi, kada se još uvek može lečiti, a pogoršanje može biti sprečio“.
Sade dodaje: „Jedna poznata karakteristika Parkinsonove bolesti je ćelijska smrt koja je rezultat agregata alfa-sinukleinskog proteina. Protein počinje da se agregira oko 15 godina pre nego što se pojave simptomi, a ćelije počinju da umiru 5-10 godina pre nego što je dijagnoza moguća sa sredstvima dostupno danas.
„To znači da imamo širok vremenski okvir do 20 godina za dijagnozu i prevenciju, pre nego što se pojave simptomi. Ako možemo da identifikujemo proces u ranoj fazi, kod ljudi koji imaju 30, 40 ili 50 godina, možemo biti u stanju da spreči dalju agregaciju proteina i ćelijsku smrt.“
Prethodne studije su pokazale da se agregati alfa-sinukleina formiraju iu drugim delovima tela, kao što su koža i probavni sistem. U trenutnom radu, istraživači su pregledali biopsije kože 7 osoba sa i 7 osoba bez Parkinsonove bolesti, dobijene iz medicinskih centara Sheba, Ichilov i Meir.
Sade napominje: „Pregledali smo uzorke pod jedinstvenim mikroskopom, primenjujući inovativnu tehniku zvanu snimanje u super rezoluciji, u kombinaciji sa naprednom kompjuterskom analizom – omogućavajući nam da mapiramo agregate i distribuciju molekula alfa-sinukleina. Kao što se očekivalo, pronašli smo više proteina agregati kod ljudi sa Parkinsonovom bolešću u poređenju sa ljudima bez te bolesti. Takođe smo identifikovali oštećenje nervnih ćelija u koži, u područjima sa velikom koncentracijom patološkog proteina.
Sa dokazom koncepta dobijenim kroz studiju, istraživači sada planiraju da prošire svoj rad. U sledećoj fazi, oni će povećati broj uzoraka na 90—45 od zdravih subjekata i 45 od ljudi bez Parkinsonove bolesti—kako bi se identifikovale razlike između dve grupe.
Sade kaže: „Nameravamo da tačno odredimo tačnu tačku u kojoj se normalna količina proteina pretvara u patološki agregat. Pored toga, sarađivaćemo sa profesorom Liorom Volfom sa škole računarskih nauka TAU da razvijemo algoritam mašinskog učenja koji će identifikovati korelacije između rezultata motoričkih i kognitivnih testova i naših nalaza pod mikroskopom. Koristeći ovaj algoritam, moći ćemo da predvidimo budući razvoj i težinu različitih patologija.
Profesor Asheri kaže: „U ovoj studiji smo identifikovali razlike između tkiva uzetih od ljudi sa i bez Parkinsonove bolesti, koristeći mikroskopiju super rezolucije i kompjutersku analizu. U budućim studijama povećaćemo broj uzoraka i razviti algoritam za mašinsko učenje kako bismo uočili relativno mlade osobe sa rizikom od Parkinsonove bolesti.
„Naša glavna ciljna populacija su rođaci pacijenata obolelih od Parkinsonove bolesti koji nose mutacije koje povećavaju rizik od bolesti. Konkretno, stavljamo naglasak na dve mutacije za koje se zna da su široko rasprostranjene među Jevrejima Aškenaza. Kliničko ispitivanje je već u toku kako bi se testirao lek za koji se očekuje da ometa formiranje agregata koji izazivaju Parkinsonovu bolest Nadamo se da će u narednim godinama biti moguće ponuditi preventivne tretmane, uz praćenje efekata lekova pod mikroskopom.
„Važno je napomenuti da metoda koju smo razvili može biti pogodna i za ranu dijagnozu drugih neurodegenerativnih bolesti povezanih sa proteinskim agregatima u neuronima, uključujući Alchajmerovu bolest.“
