Parkinson: Protein biến đổi hoạt động giống như một loại thuốc
Nghiên cứu mới, được công bố trên tạp chí Sinh học thần kinh phân tử, đưa ra một chiến lược mới đầy hứa hẹn để khôi phục mức chức năng của dopamine trong não: thay đổi một loại protein tự nhiên để nó có thể xâm nhập vào các tế bào não và được sử dụng như một loại thuốc.
Bệnh Parkinson, một tình trạng thần kinh suy nhược dần dần ảnh hưởng đến khoảng 1 triệu người ở Hoa Kỳ, là do mất các tế bào thần kinh sản xuất dopamine.
Hiện tại, các nhà nghiên cứu đang tìm kiếm các chiến lược để thay thế hoặc khôi phục chức năng của chúng, hoặc nâng cao mức dopamine, chất dẫn truyền thần kinh rất quan trọng để kiểm soát chuyển động.
Ví dụ, gần đây nhất, các nhà nghiên cứu đã sử dụng ánh sáng để điều khiển một loại thuốc ngăn chặn một số thụ thể trong não. Việc ngăn chặn các thụ thể này làm tăng dopamine.
Các nghiên cứu khác đã sử dụng vitamin B-3 để ngăn chặn sự chết của các tế bào thần kinh sản xuất dopamine hoặc đề xuất rằng chỉ tăng dopamine trong các đợt ngắn thay vì liên tục, có thể giúp kiểm soát chuyển động.
Bây giờ, một nghiên cứu mới có cách tiếp cận khác. Dựa trên nghiên cứu trước đây đã chỉ ra một loại protein có tên là Nurr1 làm mục tiêu thuốc đầy hứa hẹn cho bệnh Parkinson, một nhóm các nhà khoa học quốc tế đã thay đổi protein theo cách cho phép nó xâm nhập vào các tế bào não.
Các nhà khoa học giải thích trong bài báo của họ ở dạng này, protein có trong tự nhiên có thể giúp tế bào thần kinh dopaminergic tồn tại, tác giả đầu tiên của nó là Dennis Paliga, từ nhóm nghiên cứu Hóa sinh thần kinh phân tử tại Ruhr-Universität Bochum ở Đức.
Sửa đổi protein Nurr1
Paliga và nhóm nghiên cứu giải thích rằng Nurr1 là một yếu tố phiên mã đóng một vai trò quan trọng trong sự phát triển và duy trì các tế bào thần kinh sản xuất dopamine trong vùng não được gọi là substantia nigra.
Các nghiên cứu trước đây do các tác giả tham khảo đã phát hiện ra sự thiếu hụt protein Nurr1 trong các trường hợp mắc bệnh Parkinson, dẫn đến niềm tin rằng bổ sung mức Nurr1 có thể là một chiến lược điều trị tốt.
Các yếu tố phiên mã giúp tế bào phát triển bằng cách liên kết với DNA trong nhân và “quyết định” gen nào được giải mã để chúng tạo thành protein.
Tuy nhiên, ở dạng tự nhiên, Nurr1 không thể xâm nhập vào các tế bào từ bên ngoài. Vì vậy, Paliga và nhóm đã tìm cách để cung cấp cho nó một “tín hiệu tăng cường” để thúc đẩy nó làm như vậy.
Gắn một đoạn protein được tạo ra từ vi khuẩn Bacillus anthracis đến Nurr1 được chứng minh là "sự thúc đẩy" mà các nhà nghiên cứu đang tìm kiếm.
Tác giả Rolf Heumann cho biết: “Đoạn protein vi khuẩn mà chúng tôi sử dụng không gây ra bệnh”. “[Tôi] không chỉ chứa lệnh để vận chuyển thứ gì đó vào trong ô,” anh nói thêm.
Khi protein đã được biến đổi xâm nhập vào tế bào, nó sẽ tự tách ra khỏi đoạn protein của vi khuẩn, tự do nhắm vào các gen khởi động quá trình sản xuất dopamine.
Nurr1 đã thay đổi như thế nào để ngăn chặn quá trình thoái hóa thần kinh
Cụ thể hơn, các xét nghiệm thêm trong phòng thí nghiệm của Paliga và các đồng nghiệp đã tiết lộ rằng việc sử dụng phiên bản Nurr1 đã sửa đổi đã làm tăng mức độ của một loại enzyme quan trọng để tổng hợp dopamine, một quá trình thường bị gián đoạn trong bệnh Parkinson.
Enzyme được gọi là tyrosine hydroxylase. Nuôi cấy tế bào đã tiết lộ rằng các tế bào được xử lý bằng Nurr1 tạo ra nhiều enzym này hơn so với các tế bào không được điều trị của chúng. Tuy nhiên, việc xử lý các tế bào bằng protein cũng làm giảm việc sản xuất một loại protein khác được gọi là Nur77, chất điều chỉnh quá trình chết của tế bào.
Cuối cùng, các nhà nghiên cứu đã thử nghiệm tác động của Nurr1 trên các tế bào thần kinh sản xuất dopamine đã được điều trị bằng chất độc thần kinh để mô phỏng tác động của bệnh Parkinson. Nurr1 đã được sửa đổi đã ngăn chặn sự thoái hóa của các tế bào thần kinh.
Các tác giả nghiên cứu giải thích: “Những phát hiện này có thể liên quan đến việc phân phối hạt nhân của yếu tố phiên mã Nurr1 trong bối cảnh các phương pháp điều trị dựa trên protein trong bệnh Parkinson.”
Đồng tác giả nghiên cứu Sebastian Neumann - người liên kết với nhóm nghiên cứu Hóa sinh thần kinh phân tử - cũng bình luận về phát hiện này.
“Chúng tôi hy vọng chúng tôi có thể mở đường cho liệu pháp điều trị Parkinson mới […] Tuy nhiên, protein dung hợp Nurr1 của chúng tôi chỉ có thể khởi động sự phát triển của một phương pháp mới.”
Sebastian Neumann
Neumann kết luận: “Vẫn còn nhiều bước phải được thực hiện để làm rõ liệu protein đã được sửa đổi có đến được đúng các tế bào trong não hay không và nó có thể được ứng dụng như thế nào,” Neumann kết luận.
