Prva studija ove vrste otkriva da oštećena mitohondrijska DNK pokreće lančanu reakciju koja može proširiti Parkinsonovu bolest na druge delove mozga na sličan način kao infekcija.
Mitohondrije – sitne organele u našim ćelijama koje proizvode energiju – sadrže sopstvenu banku DNK, odvojenu od hromozoma u jezgru ćelije.
Oštećena mitohondrijalna DNK (mtDNK) može aktivirati dva proteina uključena u imuni sistem, a istraživači su otkrili da su ovi specifični proteini povećani u mozgu ljudi sa Parkinsonovom bolešću i miševa dizajniranih da modeliraju stanje.
Istraživači su takođe identifikovali još jedan protein – koji igra ključnu ulogu u širenju oštećene mitohondrijalne DNK na druge neurone – koji može biti nova meta za razvoj tretmana za sprečavanje progresije Parkinsonove bolesti.
Tim iz Danske i Nemačke smatra da bi krvni testovi mogli da otkriju oštećenu mitohondrijsku DNK, kao rani biomarker za Parkinsonovu bolest.
„Prvi put možemo pokazati da mitohondrije, proizvođači vitalne energije u moždanim ćelijama, posebno neuroni, trpe oštećenja, što dovodi do poremećaja u mitohondrijskoj DNK“, kaže biotehnolog Šohreh Isazade-Navikas sa Univerziteta u Kopenhagenu u Danskoj.
„Ovo pokreće i širi bolest poput požara kroz mozak.“
U prošlosti, istraživači su se fokusirali na traženje naslednih faktora kako bi objasnili slučajeve Parkinsonove bolesti među članovima porodice. Vremenom je postalo jasno da ovi faktori ne mogu da objasne većinu stanja pacijenata.
„Naši nalazi pokazuju da širenje oštećenog genetskog materijala, mitohondrijalne DNK“, kaže Isazadeh-Navikas, „izaziva simptome koji podsećaju na Parkinsonovu bolest i njenu progresiju do demencije.
Istraživači su proučavali posmrtne uzorke mozga ljudi sa i bez Parkinsonovih simptoma kako bi precizno odredili molekularne puteve uključene u patologiju bolesti.
Otkrili su da se dva proteina, TLR9 i TLR4, aktiviraju u širenju oštećene mtDNK, a ovi proteini su povećani kod pacijenata sa Parkinsonovom bolešću.
Istraživači su zatim koristili mišji model Parkinsonove bolesti sa indukovanim mutacijama u genima koji kontrolišu ove puteve, kako bi proučili ulogu oštećenja mtDNK.
Ovi miševi su imali aktivaciju TLR9 i TLR4 signalizacije u identifikovanim molekularnim putevima pronađenim kod ljudi, i oštećenu mtDNK koja je izbačena iz neurona. Ovo se zatim može proširiti na druge neurone i izazvati neurotoksičnost.
Simptomi ponašanja slični Parkinsonovoj bolesti, poput demencije, kao što su neuropsihijatrijska, motorička i kognitivna oštećenja, takođe su indukovani kod zdravih miševa kada su im ubrizgali oštećenu mtDNK u mozak.
„Mali fragmenti – zapravo DNK – iz mitohondrija se oslobađaju u ćeliju“, objašnjava Issazadeh-Navikas. „Kada su ovi fragmenti oštećene DNK pogrešno postavljeni, oni postaju toksični za ćeliju, podstičući nervne ćelije da izbace ovu toksičnu mitohondrijsku DNK.“
Oštećenje neurona kod zdravih miševa takođe se dogodilo u područjima udaljenim od mesta ubrizgavanja. Čini se da oštećena mtDNK uzrokuje širenje osobina demencije Parkinsonove bolesti na način koji je sličan načinu na koji se šire virusi.
Daljom analizom, istraživači su otkrili da protein poznat kao Rps3 pomaže TLR4 da prepozna oštećenu mtDNK i pomaže u izbacivanju toksičnih fragmenata iz neurona.
„S obzirom na međusobnu povezanost moždanih ćelija, ovi toksični fragmenti DNK se šire na susedne i udaljene ćelije, slično nekontrolisanom šumskom požaru izazvanom slučajnom lomačem“, kaže Isazadeh-Navikas.
„Moglo bi biti moguće da oštećenje mitohondrijalne DNK u moždanim ćelijama curi iz mozga u krv.
Tekuće istraživanje tima ima za cilj da istraži otkrivanje oštećenja mitohondrijske DNK u krvi kao prediktor progresije bolesti u nadi da će nas dovesti korak bliže razumevanju kako se Parkinsonova bolest razvija u mozgu i napreduje u demenciju.
„Ovi uvidi mogu utrti put za inovativne strategije lečenja i pristupe praćenju Parkinsonove bolesti“, pišu autori.
Studija je objavljena u Molekularnoj psihijatriji.
