Tým vědců poprvé přímo vizualizoval miniaturní shluky proteinů zvané oligomery, které mohou stát za vznikem Parkinsonovy choroby. Průlomová technologie otevírá cestu k dřívější diagnostice a cílenější léčbě tohoto závažného onemocnění.
Tým vědců poprvé přímo vizualizoval a kvantifikoval skupiny proteinů, o nichž se předpokládá, že spouštějí Parkinsonovu chorobu, což představuje průlom ve studiu nejrychleji se šířícího neurologického onemocnění na světě. Tento objev by mohl přinést převrat v chápání a léčbě Parkinsonovy choroby a poskytnout novou naději milionům postižených lidí.
Odhaduje se, že do roku 2050 se počet lidí s Parkinsonovou chorobou na celém světě zdvojnásobí na 25 milionů. Přestože existují léky, které mohou pomoci zmírnit některé příznaky Parkinsonovy choroby, jako je třes a ztuhlost, neexistují žádné léky, které by mohly zpomalit nebo zastavit progresi onemocnění.
Již více než sto let lékaři rozpoznávají Parkinsonovu nemoc podle přítomnosti velkých bílkovinných ložisek zvaných Lewyho tělíska. Vědci však mají podezření, že poškození mozkových buněk mohou způsobovat menší, časně se tvořící oligomery. Až dosud byly tyto oligomery příliš malé na to, aby byly vidět: dlouhé jen několik nanometrů.
Tyto drobné shluky, nazývané oligomery alfa-synukleinu, byly dlouho považovány za možnou příčinu vzniku Parkinsonovy choroby v mozku, ale až dosud nebyly detekovány přímo v lidské mozkové tkáni. Toto zjištění má zásadní význam, protože oligomery by mohly být skutečnými patogeny spíše než větší a viditelnější Lewyho tělíska.
Průlomový objev se podařil pracovníkům University of Cambridge, UCL, Institutu Francise Cricka a Polytechnique de Montréal, kteří vyvinuli zobrazovací techniku, jež jim umožňuje vidět, počítat a porovnávat oligomery v lidské mozkové tkáni. Podle týmu je to průlom, který je „jako možnost vidět hvězdy za bílého dne“.
Výsledky publikované v časopise Nature Biomedical Engineering by mohly pomoci odhalit mechanismy šíření Parkinsonovy choroby v mozku a podpořit vývoj diagnostiky a případné léčby. Tento objev otevírá dveře k možnosti vyvinout terapie, které by byly specificky zaměřené na tyto oligomery a mohly by zastavit nebo dokonce zvrátit progresi onemocnění.
Lewyho tělíska jsou charakteristickým znakem Parkinsonovy nemoci, ale v podstatě ukazují, kde se nemoc nacházela, nikoli kde se nachází nyní,“ vysvětluje Steven Lee, vedoucí studie. Kdybychom se mohli podívat na Parkinsonovu chorobu v jejím raném stadiu, odhalili bychom mnohem více o tom, jak se nemoc v mozku vyvíjí a jak bychom ji mohli léčit.
Aby Leeův tým dosáhl tohoto průlomu, vyvinul techniku nazvanou ASA-PD (Advanced Aggregate Screening for Parkinson’s Disease), která využívá ultracitlivou fluorescenční mikroskopii k detekci a analýze milionů oligomerů v mozkové tkáni post mortem. Protože jsou oligomery tak malé, jejich signál je velmi slabý. ASA-PD maximalizuje signál a zároveň snižuje pozadí, čímž dramaticky zvyšuje citlivost do té míry, že lze pozorovat a studovat jednotlivé oligomery alfa-synukleinu.
Je to poprvé, kdy jsme byli schopni pozorovat oligomery přímo v lidské mozkové tkáni v takovém měřítku: je to jako vidět hvězdy za bílého dne,“ dodává Rebecca Andrewsová, spoluautorka studie. To otevírá nové možnosti ve výzkumu Parkinsonovy choroby.
Autoři zkoumali posmrtné vzorky mozkové tkáně lidí s Parkinsonovou chorobou a porovnávali je se zdravými jedinci podobného věku. Zjistili přítomnost oligomerů jak v mozku zdravých, tak v mozku nemocných Parkinsonovou chorobou. Hlavní rozdíl mezi mozky s Parkinsonovou chorobou a mozky bez Parkinsonovy choroby byl ve velikosti oligomerů, které byly ve vzorcích s Parkinsonovou chorobou větší, jasnější a početnější, což naznačuje přímou souvislost s progresí choroby.
Tým také objevil podtřídu oligomerů, které se objevují pouze u pacientů s Parkinsonovou chorobou a mohly by být prvními viditelnými markery nemoci, možná i několik let předtím, než se objeví příznaky. Toto zjištění je slibné zejména pro vývoj včasné diagnostiky, která by mohla umožnit včasnější a účinnější zásahy.
Oligomery byly jako jehla v kupce sena, ale nyní, když víme, kde tyto jehly jsou, by nám mohly pomoci identifikovat specifické typy buněk v určitých oblastech mozku,“ uzavírá spoluautorka studie Sonia Gandhiová. Jediný skutečný způsob, jak pochopit, co se děje při lidských onemocněních, je studovat přímo lidský mozek, ale vzhledem k jeho obrovské složitosti je to velká výzva. Doufáme, že překonání této technologické bariéry nám umožní pochopit, proč, kde a jak se tvoří shluky proteinů a jak to mění prostředí v mozku a vede k onemocnění.