Parkinsonův „spoušť“ přímo pozorovaný v lidské mozkové tkáni poprvé

Vědci poprvé přímo vizualizovali a kvantifikovali klastry proteinů, o nichž se předpokládá, že spustí Parkinsonovy, což znamená hlavní pokrok ve studii nejrychleji rostoucího neurologického onemocnění na světě.

Tyto malé shluky, nazývané alfa-synukleinové oligomery, se dlouho považovaly za pravděpodobné viníky, aby se Parkinsonova choroba začala vyvíjet v mozku, ale až dosud se vyhnuly přímé detekci v Lidská mozková tkáň.

Nyní vědci z University of Cambridge, UCL, Francis Crick Institute a Polytechnique Montréal vyvinuli Zobrazovací technika To jim umožňuje vidět, počítat a porovnávat oligomery v lidské mozkové tkáni, vývoj, který jeden z týmu říká, je „jako být schopen vidět hvězdy za denního světla“.

Jejich výsledky, uvedené v časopise Biomedicínské inženýrství přírodyMohlo by pomoci rozmotat mechaniku toho, jak se Parkinsonovy šíří mozkem a podpořit vývoj diagnostiky a potenciální léčby.

Přibližně 166 000 lidí ve Velké Británii žije s Parkinsonovou chorobou a počet roste. Do roku 2050 se očekává, že počet lidí s Parkinsonovým po celém světě se zdvojnásobí na 25 milionů. I když existují léky, které mohou pomoci zmírnit některé příznaky Parkinsonovy, jako je třes a tuhost, neexistují žádné léky, které by nemohly zpomalit nebo zastavit samotnou.

Po více než století lékaři rozpoznali Parkinsonovu přítomností velkých bílkovin zvaných Lewy Bodies. Vědci však měli podezření, že menší, dřívější oligomery mohou způsobit poškození mozkových buněk. Až dosud byly tyto oligomery prostě příliš malé na to, aby viděli – jen několik nanometrů dlouhé.

„Lewyová těla jsou charakteristickým znakem Parkinsonovy, ale v podstatě vám říkají, kde byla nemoc, ne tam, kde je právě teď,“ řekl profesor Steven Lee z Cambridge’s Yusuf Hamied Department of Chemistry, který vedl výzkum. „Pokud dokážeme pozorovat Parkinsonovy v jeho nejranějších stádiích, řeklo by nám to mnohem více o tom, jak se nemoc vyvíjí v mozku a jak bychom s ní mohli být schopni.“

Nyní Lee a jeho kolegové vyvinuli techniku, nazvanou ASA-PD (pokročilé snímání agregátů pro Parkinsonovu chorobu), která používá ultra citlivou fluorescenční mikroskopii k detekci a analýze milionů oligomerů v postmortální mozkové tkáni.

Protože oligomery jsou tak malé, jejich signál je extrémně slabý. ASA-PD maximalizuje signál a zároveň snižuje pozadí, což dramaticky zvyšuje citlivost do bodu, kdy lze pozorovat a studovat jednotlivé oligomery alfa-synukleinu.

„Je to poprvé, co jsme se v tomto měřítku mohli podívat na oligomery přímo v mozkové tkáni: je to jako být schopen vidět hvězdy za denního světla,“ řekla spoluvěřívá autorka Dr. Rebecca Andrewsová, která vykonávala práci, když byla postdoktorandskou výzkumnou pracovníkem v Leeově laboratoři. „Otevírá nové dveře ve výzkumu Parkinsona.“

Tým zkoumal vzorky postmortem mozkové tkáně od lidí s Parkinsonem a porovnával je se zdravými jedinci podobného věku. Zjistili, že oligomery existují ve zdravých i Parkinsonových mozcích. Hlavním rozdílem mezi onemocněním a zdravým mozkem byla velikost oligomerů, které byly ve vzorcích nemocí větší, jasnější a početnější, což naznačuje přímé spojení s progresí Parkinsonovy.

Tým také objevil podtřídu oligomerů, které se objevily pouze u Parkinsonových pacientů, což by mohlo být nejdříve viditelnými markery onemocnění-obvykle roky, než se objeví příznaky.

„Tato metoda nám neznamená jen snímky,“ řekl profesor Lucien Weiss z Polytechnique Montréal, který vedl výzkum.

„Nabízí celý atlas změn proteinů v mozku a podobné technologie by mohly být aplikovány na jiná neurodegenerativní onemocnění, jako jsou Alzheimerovy choroby a Huntington.

„Oligomery byly jehlou v kupce sena, ale teď, když víme, kde jsou tyto jehly, by nám mohlo pomoci zacílit na specifické typy buněk v některých oblastech mozku.“

„Jediným skutečným způsobem, jak pochopit, co se děje u lidské choroby, je přímo studovat lidský mozek, ale vzhledem k naprosté složitosti mozku je to velmi náročné,“ řekla profesorka Sonia Gándhí z Francis Crick Institute, který vedl výzkum.

„Doufáme, že prolomení této technologické bariéry nám umožní pochopit, proč, kde a jak se tvoří proteinové klastry a jak to mění mozkové prostředí a vede k nemoci.“