Više od 5.000 ljudi godišnje dobije dijagnozu ALS (amiotrofične lateralne skleroze), fatalne, neurodegenerativne bolesti koja napada nervne ćelije u mozgu i kičmenoj moždini, postepeno oduzimajući ljudima sposobnost da govore, kreću se, jedu i dišu.
Do danas postoji samo nekoliko lekova koji umereno usporavaju njegovo napredovanje. Ne postoji lek.
Ali istraživači CU Bouldera su identifikovali iznenađujuće novog igrača u bolesti – drevni protein sličan virusu koji je, paradoksalno, najpoznatiji po svojoj suštinskoj ulozi u omogućavanju razvoja placente.
Nalazi su nedavno objavljeni u časopisu eLife.
„Naš rad sugeriše da kada je ovaj čudni protein poznat kao PEG10 prisutan na visokim nivoima u nervnom tkivu, on menja ponašanje ćelija na načine koji doprinose ALS-u“, rekla je viši autor Aleksandra Vajtli, docent na Odseku za biohemiju.
Vajtlijeva laboratorija sada radi na razumevanju uključenih molekularnih puteva i na pronalaženju načina za inhibiciju lažnog proteina.
„Još su rani dani, ali se nadamo da bi to potencijalno moglo dovesti do potpuno nove klase potencijalnih terapeutika koji bi došli do korena uzroka ove bolesti.“
Sve više istraživanja sugerišu da se oko polovine ljudskog genoma sastoji od delova DNK koje su ostavili virusi (poznati kao retrovirusi) i slični paraziti slični virusima, poznati kao transpozoni, koji su zarazili naše pretke primata pre 30-50 miliona godina. Neki, poput HIV-a, dobro su poznati po svojoj sposobnosti da inficiraju nove ćelije i izazovu bolest.
Drugi, poput vukova koji su izgubili očnjake, vremenom su se pripitomili, gubeći sposobnost repliciranja dok nastavljaju da prelaze s generacije na generaciju, oblikujući ljudsku evoluciju i zdravlje.
PEG10, ili očinski izražen gen 10, je jedan od takvih „pripitomljenih retrotranspozona“. Studije pokazuju da je verovatno odigrao ključnu ulogu u omogućavanju sisarima da razviju placente – kritičan korak u ljudskoj evoluciji.
Ali poput virusnog Džekila i Hajda, kada ga ima previše na pogrešnim mestima, on takođe može da podstakne bolesti, uključujući određene vrste raka i još jedan retki neurološki poremećaj koji se zove Angelmanov sindrom, pokazuju studije.
Vajtlijevo istraživanje je prvo koje povezuje protein sličan virusu sa ALS-om, pokazujući da je PEG10 prisutan u visokim nivoima u tkivu kičmene moždine pacijenata sa ALS-om gde verovatno ometa mašineriju koja omogućava komunikaciju mozga i nervnih ćelija.
„Izgleda da je akumulacija PEG10 obeležje ALS-a“, rekao je Vajtli, koji je već obezbedio patent za PEG10 kao biomarker, ili način dijagnostikovanja bolesti.
Vajtli nije krenuo da proučava ALS ili drevne viruse.
Umesto toga, ona proučava kako se ćelije oslobađaju viška proteina, jer je previše tipično dobrih stvari umešano u druge neurodegenerativne bolesti, uključujući Alchajmerovu i Parkinsonovu.
Njena laboratorija je jedna od pola tuceta u svetu koja proučava klasu gena zvanih ubikvilini, koji služe da spreče nakupljanje problematičnih proteina u ćelijama.
U 2011. godini, studija je povezala mutaciju gena za ubikvilin-2 (UBKLN2) sa nekim slučajevima porodičnog ALS-a, koji čini oko 10% slučajeva ALS-a. Ostalih 90% je sporadično, što znači da se ne veruje da su nasleđeni.
Ali ostalo je nejasno kako bi neispravni gen mogao da podstakne smrtonosnu bolest.
Koristeći laboratorijske tehnike i životinjske modele, Vajtli i kolege sa Harvardske medicinske škole prvo su krenuli da utvrde koji se proteini gomilaju kada UBKLN2 ne upali i ne uspe da zakoči. Među hiljadama mogućih proteina, PEG10 je na vrhu liste.
Zatim su Vajtli i njene kolege sakupile kičmeno tkivo preminulih pacijenata sa ALS-om (obezbeđeno od fondacije za medicinska istraživanja Target ALS) i koristile analizu proteina, ili proteomiku, da vide koja je, ako je neka, izgledala preterano izražena.
Ponovo, među više od 7.000 mogućih proteina, PEG10 je bio u prvih pet.
U odvojenom eksperimentu, tim je otkrio da kada su ubikvilinske kočnice u suštini pokvarene, protein PEG10 se gomila i remeti razvoj aksona — kablova koji prenose električne signale od mozga do tela.
PEG10 je bio prekomerno eksprimiran u tkivu pojedinaca sa sporadičnim i porodičnim ALS-om, pokazalo je istraživanje, što znači da protein sličan virusu može igrati ključnu ulogu u oba.
„Činjenica da PEG10 verovatno doprinosi ovoj bolesti znači da možda imamo novu metu za lečenje ALS-a“, rekla je ona. „Za užasnu bolest u kojoj ne postoje efikasni lekovi koji produžavaju životni vek više od nekoliko meseci, to bi moglo biti ogromno.“
Istraživanje bi takođe moglo dovesti do boljeg razumevanja drugih bolesti koje su rezultat akumulacije proteina, kao i boljeg uvida u to kako drevni virusi utiču na zdravlje.
U ovom slučaju, rekao je Vajtli, takozvani „pripitomljeni“ virus bi mogao ponovo da podiže svoje očnjake.
„Udomaćeno je relativan pojam, jer ove aktivnosti slične virusima mogu biti pokretač neurodegenerativnih bolesti“, rekla je ona. „I u ovom slučaju, ono što je dobro za placentu može biti loše za nervno tkivo.“
