Istraživači sa Instituta Babraham, UK, i Nemačkog centra za neurodegenerativne bolesti (DZNE) identifikovali su rezervni mehanizam kontrole kvaliteta proteina koji sprečava toksične efekte agregacije proteina u određenim tkivima kada normalne metode molekularnog praćenja ne uspeju. Njihov rad je objavljen u PLoS Biologi.
Razumevanjem načina na koji se različita tkiva suočavaju sa nagomilavanjem proteina, ovo istraživanje bi moglo da ubrza identifikaciju načina da se zaštite tkiva koja su osetljiva na nakupljanje proteina, eventualno se boreći kako sa agregatima proteina povezanih sa bolestima, tako i sa agregatima zavisnim od starosti koji ubrzavaju funkcionalni pad tkiva. .
Baš kao i fabrike koje identifikuju neispravne artikle koji izlaze sa proizvodne linije, ćelije koriste različite mehanizme za praćenje proizvodnje, savijanja i akumulacije proteina. Tokom starenja neki proteini postaju skloni akumulaciji zbog poremećenog savijanja proteina i opadanja mehanizama kontrole kvaliteta proteina.
Proteinske grude koje se nazivaju agregati uzrokuju probleme za normalno funkcionisanje organizma. Ovo povećanje akumulacije proteina nije ravnomerno raspoređeno po celom telu i veća je verovatnoća da će neka tkiva akumulirati agregate određenih proteina od drugih, na primer amiloidni plakovi koji se nakupljaju u mozgu tokom Alchajmerove bolesti. Ono što pokreće ranjivost ili otpornost na agregaciju proteina specifičnu za tkivo ostaje slabo shvaćeno.
Proučavajući akumulaciju proteina u nematodnom crvu C. elegans, dr Dela David i njen tim su otkrili da čak i kada su tipični mehanizmi kontrole kvaliteta proteina bili poremećeni, postojali su niži nivoi agregacije proteina u organu za ishranu ostarelih crva, ždrelu, u poređenju do zidova tela.
Njihovi eksperimenti su otkrili mehanizam specifičan za tkivo koji su nazvali „SAPA: zaštita od agregacije proteina“ koji se aktivira kada su drugi mehanizmi kontrole kvaliteta proteina neispravni. Kada se aktivira, ovaj mehanizam je ublažio proteotoksičnost i delimično obnovio funkciju ždrela.
„Organizmi imaju skup kontrolnih mehanizama koji se nalaze u svim tkivima koja se bave nagomilavanjem neispravnih proteina. U ovom radu smo identifikovali novi kontrolni mehanizam specifičan za tkivo“, rekla je dr Dela David, vođa grupe u istraživanju Signaling. program na Institutu Babraham.
„Ovaj sigurnosni mehanizam se pokreće kada su konvencionalni kontrolni mehanizmi narušeni i mi smo uzbuđeni zbog njegovog otkrića jer otkriva dodatni sloj zaštite koji se može pokrenuti da zaštiti tkiva u vreme stresa, aktivno zaustavljajući agregaciju proteina i vraćajući funkciju organa. .“
Da bi se sprečila agregacija posebno u ždrelu, bezbednosni mehanizam se oslanja na specifičan i nedovoljno proučavan put koji se sastoji od sistema za odlaganje ćelijskog otpada koji se naziva lizozomalna degradacija nezavisna od makroautofagije. Iznenađujuće, takođe koristi faktore koji ranije nisu bili povezani sa upravljanjem agregacijom proteina, ali je poznato da su uključeni u odgovor domaćina na prirodne patogene koji specifično utiču na digestivni trakt.
Tim je nastavio da otkriva način na koji SAPA mehanizam sprečava akumulaciju proteina. Pomno prateći proizvodnju agregirajućeg proteina i dinamiku agregacije, tim je otkrio da novootkriveni mehanizam prepoznaje i eliminiše novosintetizovane proteine pre nego što mogu da formiraju velike agregate.
Dr Dejvid je rezimirao: „Velika zagonetka u našim naporima da razumemo neurodegenerativne bolesti je zašto određene oblasti mozga pokazuju agregate, a druge ne. Postojanje lokalnih zaštitnih mehanizama moglo bi da objasni zašto su neke oblasti mozga otpornije na agregaciju proteina. .“
„Šire, naše fundamentalno istraživanje u ovoj oblasti je važno za informisanje o terapijskim intervencijama za bolesti agregacije proteina, kao i načinima za sprečavanje nepoželjne agregacije proteina koja se javlja sa godinama.
