Βρέθηκε πρωτεΐνη – «κόλλα» του DNA για αντιγήρανση και πρόληψη ασθενειών

Ερευνητές από το Πανεπιστήμιο Macquarie ανακάλυψαν μια πρωτεΐνη που δρα ως φυσική «κόλλα» για την επισκευή του κατεστραμμένου DNA, προσφέροντας νέα ελπίδα στην καταπολέμηση της γήρανσης και της νευροεκφυλιστικής φθοράς, όπως αυτή που συναντάται σε ασθένειες όπως το Alzheimer, το Parkinson και η κινητική νευροπάθεια.

Η πρωτεΐνη αυτή, γνωστή ως δισουλφιδική ισομεράση (PDI), βρίσκεται κυρίως στο υγρό τμήμα των κυττάρων, το κυτταρόπλασμα, όπου βοηθά στη σωστή διαμόρφωση άλλων πρωτεϊνών. Ωστόσο, η ομάδα επιστημόνων ανακάλυψε πως η PDI μπορεί να μετακινηθεί μέσα στο κύτταρο και να φτάσει στον πυρήνα, εκεί όπου βρίσκεται το DNA, προκειμένου να επιδιορθώσει τις βλάβες που προκαλούνται στα δεσμά του. Πρόκειται για μια κρίσιμη λειτουργία, καθώς με την πάροδο του χρόνου η ικανότητα του οργανισμού να επισκευάζει το DNA φθίνει, κάτι που σχετίζεται με την πρόωρη γήρανση και την ανάπτυξη σοβαρών παθήσεων.

Η σημασία της επισκευής του DNA γίνεται ακόμα πιο εμφανής στον εγκέφαλο. Τα ώριμα νευρικά κύτταρα, που δεν διαιρούνται και δεν ανανεώνονται όπως άλλα κύτταρα του σώματος, είναι ιδιαίτερα ευάλωτα σε βλάβες. Μόλις το DNA τους υποστεί βλάβη, δεν μπορούν να αντικατασταθούν, γεγονός που συμβάλλει στην εκφύλιση του νευρικού ιστού. Για το λόγο αυτό, η επιστημονική κοινότητα εστιάζει έντονα στις θεραπείες με νευρικά βλαστοκύτταρα για την αντιμετώπιση εγκεφαλικών βλαβών και την υποστήριξη της γνωστικής λειτουργίας.

Οι ερευνητές ανέδειξαν τον ρόλο της PDI ως «κόλλα» που επιδιορθώνει τα σπασμένα σημεία στο DNA, τόσο σε κύτταρα που διαιρούνται όσο και σε αυτά που δεν διαιρούνται. Αυτό αποδείχθηκε μέσα από πειράματα όπου αφαιρέθηκε η πρωτεΐνη από καρκινικά κύτταρα με κατεστραμμένο DNA και από εγκεφαλικά κύτταρα ποντικιών. Χωρίς την παρουσία της PDI, τα κύτταρα δεν κατάφερναν να επιδιορθώσουν τις βλάβες, ενώ η προσθήκη της πρωτεΐνης επανέφερε αυτή τη δυνατότητα. Επιπλέον, σε ζωντανές μελέτες με ζέβρες, η αύξηση της δραστηριότητας της PDI μείωσε τις βλάβες που προκαλούνται από τη γήρανση στο DNA των ζώων.

Η ομάδα εστιάζει πλέον στην ανάπτυξη γονιδιακών θεραπειών που αξιοποιούν την PDI, συμπεριλαμβανομένης της θεραπείας με mRNA, με στόχο να κατευθύνουν την πρωτεΐνη πιο αποτελεσματικά προς την επισκευή του DNA. Παρά το γεγονός ότι η έρευνα αρχικά αφορά την κινητική νευροπάθεια, οι εφαρμογές της μπορούν να επεκταθούν σε οποιαδήποτε νευροεκφυλιστική πάθηση όπου το κατεστραμμένο DNA παίζει ρόλο, όπως το Alzheimer και το Parkinson.

Οι ερευνητές τονίζουν πως αυτή η ανακάλυψη μπορεί να αλλάξει ριζικά τον τρόπο με τον οποίο προσεγγίζονται οι νευροεκφυλιστικές ασθένειες, επιτρέποντας παρεμβάσεις σε πρώιμα στάδια πριν προκληθεί σοβαρή βλάβη. Όπως επισημαίνει ο Dr. Sina Shadfar, οι θάνατοι από κινητική νευροπάθεια έχουν αυξηθεί κατά 250% τις τελευταίες τρεις δεκαετίες, ενώ τα περιστατικά άνοιας, συμπεριλαμβανομένου του Alzheimer, προβλέπεται να διπλασιαστούν έως το 2041.

Παράλληλα, η PDI φαίνεται να έχει έναν διττό ρόλο. Σε υγιή κύτταρα βοηθά στην επιδιόρθωση του DNA και στην πρόληψη ασθενειών, αλλά σε καρκινικά κύτταρα μπορεί να προστατεύει τον όγκο από τις επιθέσεις των θεραπειών, όπως η χημειοθεραπεία. Αυτό καθιστά την πρωτεΐνη έναν «διπλό πράκτορα», που μπορεί να αποδειχθεί εχθρός ή σύμμαχος ανάλογα με το περιβάλλον.

Κατανοώντας πλήρως τη λειτουργία της PDI, οι επιστήμονες φιλοδοξούν όχι μόνο να αναπτύξουν θεραπείες για την πρόληψη και επιβράδυνση της γήρανσης του εγκεφάλου, αλλά και να ενισχύσουν τις θεραπείες κατά του καρκίνου, καθιστώντας τους όγκους πιο ευάλωτους.

[via]