Bagaimana protein 'beracun' dapat melindungi neuron

KUTULIS INFOPara peneliti sekarang telah menyelidiki mekanisme protein yang disebut SOD1 yang diketahui memainkan peran dalam amyotrophic lateral sclerosis, dan mereka menemukan beberapa temuan mengejutkan.
Para ilmuwan menemukan bahwa sementara agregat kecil SOD1 dapat mendorong penyakit neurologis, ada kemungkinan bahwa agregat yang lebih besar sebenarnya dapat membantu melindungi neuron.
Penulis studi utama Cheng Zhu, Ph.D. - dari University of North Carolina di Chapel Hill (UNC-Chapel Hill) - dan rekan-rekan baru-baru ini melaporkan hasil mereka dalam Proceedings of National Academy of Sciences .
Amyotrophic lateral sclerosis (ALS), juga dikenal sebagai penyakit Lou Gehrig , adalah penyakit neurodegeneratif yang diperkirakan mempengaruhi sekitar 14.000-15.000 orang di Amerika Serikat.
Dalam ALS, neuron motorik - yang merupakan sel-sel saraf yang mengontrol gerakan otot secara sukarela - akan berangsur-angsur memburuk. Ketika penyakit berkembang, gejala akan memburuk, dan orang-orang dengan kondisi tersebut akhirnya kehilangan kemampuan mereka untuk berjalan, berbicara, dan bernapas.
Tidak ada obat untuk ALS, dan mayoritas orang dengan kondisi meninggal dunia akibat kegagalan pernafasan. Ini paling sering terjadi dalam 3-5 tahun onset gejala.
Penyebab pasti ALS masih belum jelas, tetapi para peneliti telah mengidentifikasi mutasi pada gen SOD1 sebagai kemungkinan penyebab.
Penelitian telah menunjukkan bahwa mutasi ini menyebabkan produksi protein SOD1 beracun, dan bahwa ini membentuk agregat berserat yang dapat menghancurkan neuron motorik.

Bagaimana protein 'beracun' dapat melindungi neuron

Trimer, fibril, dan neuron
Seperti yang dijelaskan oleh Zhu dan rekan, ada dua jenis agregat berserat yang dibentuk oleh protein SOD1: agregat kecil, yang terbuat dari hanya beberapa protein SOD1; dan agregat yang lebih besar, atau fibril, yang terdiri dari beberapa protein SOD1.
Dalam penelitian sebelumnya, tim menemukan bahwa agregat berserat yang terbuat dari hanya tiga protein SOD1 - disebut sebagai "pemangkas" - dapat menghancurkan sel-sel mirip neuron motorik. Bukti untuk toksisitas fibril yang lebih besar, bagaimanapun, telah jarang, dengan banyak studi gagal menunjukkan bahwa mereka menyebabkan kerusakan neuron.
Terlebih lagi, tim mencatat bahwa obat yang dikembangkan untuk membersihkan agregat berserat lebih besar dari neuron motorik tidak menunjukkan keberhasilan dalam uji klinis.
Ini menimbulkan pertanyaan: apakah agregat berserat lebih besar benar benar penyebab kematian neuronal? Untuk mengetahuinya, Zhu dan rekan-rekan berangkat untuk membandingkan efek dari pemangkas dan fibril yang lebih besar pada neuron - tetapi ini bukan tanpa kesulitan.
"Satu tantangan," catat Zhu, "adalah bahwa struktur yang lebih kecil seperti pemangkas cenderung ada hanya sementara dalam perjalanan untuk membentuk struktur yang lebih besar."
"Tapi kami dapat menemukan mutasi SOD1," tambahnya, "yang menstabilkan struktur trimer dan mutasi lain yang mendorong penciptaan fibril yang lebih besar dengan mengorbankan struktur yang lebih kecil."
"Jadi, kami dapat memisahkan efek dari dua spesies protein ini."

Fibril yang lebih besar melindungi, bukan menghancurkan
Dalam studi mereka, para peneliti menilai efek protein SOD1 mutan pada sel yang meniru neuron motorik yang dihancurkan pada orang dengan ALS.
Dibandingkan dengan sel mirip neuron motorik yang memiliki protein SOD1 normal, para ilmuwan menemukan bahwa protein SOD1 mutan yang terutama membentuk pemangkas membunuh sel mirip motor neuron.
"Melihat berbagai mutan SOD1, kami mengamati bahwa tingkat toksisitas berkorelasi dengan tingkat pembentukan trimer," kata Zhu.
Namun, mereka menemukan bahwa ketika mutan SOD1 menghasilkan protein membentuk fibril yang lebih besar yang menekan pemangkas, fungsi sel mirip neuron motor sebanding dengan sel dengan SOD1 normal. Ini menunjukkan bahwa fibril yang lebih besar melindungi neuron, bukan menghancurkannya.
Menurut para peneliti, temuan ini menunjukkan bahwa mempromosikan pembentukan fibril di otak mungkin merupakan pengobatan potensial untuk ALS yang dipicu oleh mutasi pada gen SOD1.
Dan kemungkinan manfaatnya mungkin tidak terbatas pada ALS; sejumlah penyakit neurodegeneratif - termasuk penyakit Parkinson dan penyakit Alzheimer - didorong oleh agregat tipe-fibril.
"
Meskipun SOD1-terkait ALS mewakili sebagian kecil dari semua kasus ALS, mengungkap asal-usul neurotoksisitas dalam agregasi SOD1 dapat menjelaskan penyebab yang mendasari seluruh kelas penyakit neurodegeneratif. "
-
Penulis senior Nikolay Dokholyan, Ph.D., UNC-Chapel Hill
Para peneliti sekarang berencana untuk mengetahui lebih lanjut tentang bagaimana protein SOD1 mutan memproduksi pemangkas dan mengidentifikasi obat yang dapat memblokir pembentukan mereka.

Berlangganan update artikel terbaru via email:

0 Response to "Bagaimana protein 'beracun' dapat melindungi neuron"

Post a Comment

Iklan Atas Artikel

Iklan Tengah Artikel 1

Iklan Tengah Artikel 2

Iklan Bawah Artikel