Naukowcy opracowali metodę odtworzenia powstawania ciał Lewy’ego w ludzkich neuronach, rzucającą światło na zasadniczą rolę alfa-synukleiny i odpowiedzi immunologicznych w ich rozwoju.
Ten przełom oferuje nowy wgląd w chorobę Parkinsona, pokazując, że ciała Lewy’ego powstają tylko w określonych warunkach i podkreślając potencjał nowych możliwości leczenia.
Ciała Lewy’ego są kluczową cechą choroby Parkinsona (PD) i innych powiązanych zaburzeń neurologicznych. Odkrycie ich rozwoju jest niezbędne do udoskonalenia terapii. Naukowcom z Neuro (Szpital-Instytut Neurologiczny w Montrealu) Uniwersytetu McGill, we współpracy z Jednostką Wczesnego Odkrywania Leków, udało się z powodzeniem odtworzyć powstawanie ciał Lewy’ego w ludzkich neuronach.
Badanie to oferuje istotny wgląd w ich rozwój, podkreślając kluczową rolę odpowiedzi immunologicznych i ustanawiając wcześniej niezidentyfikowany związek między układem odpornościowym a chorobami neurologicznymi.
Postępy w symulacji ciała Lewy’ego
Uważa się, że ciała Lewy’ego powstają w wyniku gromadzenia się nieprawidłowo sfałdowanych białek w neuronach. Wcześniej jedyną metodą badania ich w ludzkich neuronach była sekcja zwłok mózgu, co nie jest rozwiązaniem idealnym, ponieważ komórki szybko ulegają rozkładowi po śmierci. W tym badaniu neurobiolodzy wykorzystali ludzkie komórki macierzyste do wytworzenia ciał Lewy’ego w żywych neuronach dopaminergicznych, czyli komórkach szczególnie narażonych na ryzyko choroby Parkinsona.
Kluczowe ustalenia dotyczące odpowiedzi immunologicznej i powstawania ciał Lewy’ego
Naukowcy dokonali tego poprzez inkubację neuronów z białkiem zwanym alfa-synukleiną, które występuje w ciałach Lewy’ego i sprzężenie go z reakcją immunologiczną.
Wyniki pokazują, że ciała Lewy’ego rozwijają się tylko wtedy, gdy neurony dopaminergiczne są wystawione zarówno na wzrost poziomu alfa-synukleiny, jak i stymulację immunologiczną. Bez prowokacji immunologicznej nie rozwinęły się ciała Lewy’ego. Co więcej, wykonanie tej samej procedury na innych komórkach, takich jak neurony korowe, nie powoduje powstania ciał Lewy’ego, co sugeruje, że efekt ten jest specyficzny dla neuronów dopaminergicznych.
Implikacje dla leczenia choroby Parkinsona
Śledząc w czasie rzeczywistym rozwój ciał Lewy’ego, naukowcy odkryli, że w neuronach dopaminergicznych odpowiedź immunologiczna upośledza autofagię, czyli usuwanie uszkodzonych materiałów komórkowych. Odkryli również, że w tych komórkach ciała Lewy’ego są związane z błoną i zawierają inne organelle i fragmenty błony, co zaprzecza wcześniejszemu dogmatowi, jakoby ciała Lewy’ego składały się wyłącznie z nieprawidłowo sfałdowanych białek.
Wnioski i przyszłe kierunki
Badanie to jako pierwsze wykazało, że do powstania ciał Lewy’ego potrzebne są zarówno alfa-synukleina, jak i odpowiedź immunologiczna oraz że efekt ten jest specyficzny dla neuronów dopaminergicznych. Zapewnia także ważny wgląd w powstawanie i strukturę ciał Lewy’ego, co może być ważne dla przyszłego rozwoju leków.
„Odtworzenie formacji ciał Lewy’ego w żywych neuronach to znaczący krok w kierunku zrozumienia kluczowych aspektów choroby Parkinsona i innych chorób neurologicznych” – mówi Peter McPherson, badacz z The Neuro i główny autor badania. „Neurony te pochodziły z komórek macierzystych zdrowych pacjentów, co sugeruje, że u każdego może rozwinąć się choroba Parkinsona, jeśli zostanie wystawiony na działanie odpowiedniego środowiska, w związku z czym predyspozycja genetyczna do choroby może nie być konieczna”.
„Wyniki potwierdzają wcześniejsze badania pokazujące, że odpowiedź immunologiczna odgrywa ważną rolę w rozwoju choroby Parkinsona” – mówi Armin Bayati, doktorant w laboratorium McPhersona i pierwszy autor badania. „Przyszłe badania powinny skupiać się na zrozumieniu, w jaki sposób stan zapalny wywołany nadmiernym pobudzeniem układu odpornościowego powoduje powstawanie ciał Lewy’ego w połączeniu z α-synukleiną”.
Naukowcy opublikowali swoje wyniki dzisiaj (8 października) w czasopiśmie Neuronauka przyrodnicza.
Odniesienie: „Modelowanie patologii choroby Parkinsona w ludzkich neuronach dopaminergicznych poprzez sekwencyjną ekspozycję na włókienka α-synukleiny i cytokiny prozapalne” 8 października 2024 r., Neuronauka przyrodnicza.
DOI: 10.1038/s41593-024-01775-4
Badanie było możliwe dzięki wsparciu Canada First Research Excellence Fund, Healthy Brain, Healthy Lives, Kanadyjskich Instytutów Badań nad Zdrowiem i Fonds de recherche du Québec-Santé.
