Badana wykazują, że rozwój choroby powodują nieprawidłowości w ośrodku mózgu, który jest odpowiedzialny za produkowanie dopaminy.
Postęp naukowy daje nowe możliwości w leczeniu choroby Parkinsona. Jest to druga choroba, co do liczby osób cierpiących na schorzenia neurodegeneratywne, zaraz za Alzhaimerem. Według danych Federación Española de Párkinson [Hiszpańskie Stowarzyszenie osób dotkniętych chorobą Parkinsona] dotyka ponad 160 000 Hiszpanów (10 000 nowych przypadków co roku) oraz 7 milionów osób na całym świecie.
Patricia González-Rodríguez - naukowczyni pochodząca z miasta Arcos de la Frontera w prowincji Kadyks i absolwentka Uniwersytetu w Sewilli - rozpoczęła swoje badania w Instituto de Biomedicina de Sevilla (IBiS) [Instytut Biomedycyny w Sewilli], a potem kontynuowała je na Uniwersytecie Northwestern w Chicago. Wyniki jednego z nich zostały opublikowane w czasopiśmie naukowym „Nature”. Praca pokazuje, jak defekty w mitochondrialnej strukturze mózgu, która jest niezbędna do przetrwania neuronów produkujących dopaminę i której brak lub dysfunkcja prowadzi do ich zniszczenia, prowadzą do powolnego, ale stałego postępu choroby Parkinsona. Odkrycie to identyfikuje również cele terapeutyczne, które mogą spowolnić, a nawet odwrócić chorobę.
José López Barneo - wykładowca na wydziale medycznym w Sewilli oraz naukowiec w IBiS - jest współautorem tego badania. Wyjaśnia, jak rozwija się choroba Parkinsona - według niego jej powodem jest „śmierć wielu neuronów, a zwłaszcza tych najważniejszych, znajdujących się w istocie czarnej mózgu i produkujących dopaminę”. Ta zaś jest podstawowym neuroprzekaźnikiem dla funkcji motorycznych organizmu. Skutki śmierci neuronów przekładają się na drgawki oraz sztywność mięśniową – „zaburzenia ruchowe charakterystyczne dla choroby”, które są pierwszymi objawami Parkinsona.
Naukowiec twierdzi, że „już wcześniej zaobserwowano związek mitochondriów (organelli odpowiedzialnych za oddychanie komórkowe - pieców energetycznych ciała) z chorobą Parkinsona. Nie ma jednak wystarczających informacji o patogenezie, przyczynach choroby oraz tym, jak powstaje i w jaki sposób umierają neurony”.
„Wyjaśnienie tych kwestii” - dodaje López Barneo, “może pomóc w stworzeniu leków, które będą działać na bezpośrednią przyczynę choroby, a nie tylko na poszczególne objawy”.
Andaluzyjski naukowiec dodaje, że "brak odpowiedniego modelu do testowania tej hipotezy wprowadził zamieszanie w dziedzinie Parkinsona. Nie było wiadomo, czy wady mitochondrialnego kompleksu 1 mózgu były przyczyną, czy konsekwencją choroby". Badania prowadzone przez Rodríguez-González po raz pierwszy to wykazały i dowodzą, że dysfunkcja tego obszaru mózgu jest podłożem dla schorzenia.
Jest to przełom. Badania nad mózgami osób zmarłych na Parkinsona potwierdziły śmierć neuronów w istocie czarnej mózgu, odpowiedzialnej głównie za produkcję dopaminy. Według Lópeza Barneo „domyślano się, że ma to związek z chorobą Parkinsona, ale nie było na to jasnego dowodu”.
Badania, wobec oczywistych ograniczeń w przeprowadzaniu ich na ludziach, były możliwe dzięki zastosowaniu szczurów. Usunięto im gen Ndufs2 - kluczowy dla tworzenia mitochondrialnego kompleksu. Dokonano tego w sposób selektywny, aby przeanalizować konsekwencje na jego zanik w istocie czarnej. Jego brak wywoływał postępującą chorobę Parkinsona podobną do tej, jaka powstaje u osoby cierpiącej na dysfunkcję kompleksu 1.
Według Lópeza Barneo, „ten model po raz pierwszy pokazuje, że kompleks 1 jest niezbędny do przeżycia neuronów i którego brak powoduje ich postępującą tygodniami, a nawet miesiącami destrukcję. To samo dzieje się w przypadku ludzi”. González-Rodríguez dodaje, że „jak dotąd jest to pierwszy model zwierzęcy, który imituje chorobę Parkinsona u ludzi”.
Badaczka wyjaśnia, że najpierw pojawia się zmiana patologiczna w neuronach produkujących dopaminę, czyli w aksonie – strukturze o wydłużonym i cienkim kształcie, która przekazuje impuls elektrochemiczny do innej komórki nerwowej. Później wpływają one na ciało neuronu (soma), które zawiera jądro. Obie zmiany są konieczne. W tej kwestii González-Rodríguez wyjaśnia: "Przez ponad 30 lat dominował pogląd, że podstawowe objawy choroby Parkinsona są spowodowane wyczerpaniem dopaminy w aksonach. Stwierdzamy jednak, że brak dopaminy w somie jest również konieczny do wystąpienia parkinsonizmu (nieprawidłowe ruchy ciała)”.
Badania nad tym procesem są również istotne, ponieważ, według Lópeza Barneo, "neurony nie umierają, gdy ten kompleks zawodzi, ale zaczynają źle funkcjonować. Pozostają żywe dzięki mechanizmom adaptacyjnym, ale ze zmianami w ich funkcjonowaniu, które dają początek serii nieprawidłowości pojawiających się z czasem".
To opóźnienie daje ogromne możliwości na terapię, ponieważ umożliwia nowe podejścia. Bowiem utrata dopaminy w jądrze prążkowia mózgu powoduje początkowe symptomy, które nie objawiają się - charakterystycznymi dla choroby Parkinsona - zaburzeniami ruchowymi. „Neurony są potencjonalnie możliwe do odzyskania, zanim umrą i to jest właśnie możliwość leczenia. To może być w pewnym momencie odwracalne” - objaśnił Barneo.
W związku z tym główna autorka badań precyzuje, że "neurony dopaminergiczne, dotknięte chorobą Parkinsona, tracą niektóre ze swoich właściwości i zmieniają swój metabolizm, ale przez długi czas nie umierają, tzn. mogą się reaktywować (odradzać) - wbrew temu, co sądzono do tej pory".
Obecnie w leczeniu wykorzystuje się lewodopę - cząsteczkę zastępująca dopaminę. Zaobserwowano, że dzięki niej - zarówno u szczurów, jak i u ludzi - zachodzą procesy odwracalne choroby. Nowe badania otwierają drogę do tego, aby w przyszłości nie był to jedyny sposób leczenia. Szukają one możliwości do poszerzenia terapii za pomocą innych mechanizmów i związków, aby spowolnić postęp choroby i odwrócić jej skutki.
Nowe badanie kliniczne
González-Rodríguez przewiduje rozpoczęcie nowego badania klinicznego z udziałem pacjentów. Podejmie współpracę z Michaelem Kapplitem, neurochirurgiem z nowojorskiego Uniwersytetu Weill Cornell Medical College i współautorem badań. "Ta terapia genowa będzie miała na celu leczenie somy neuronów, a nie aksonów, jak robiono do tej pory".
Zak Doric i Ken Nakamura z instytutu badawczego Gladstone Institute of Neurological Diseases w San Francisco (USA) - niezaangażowani w badania - podkreślają w recenzji, również opublikowanej w „Nature”, że praca González-Rodríguez "prezentuje niezwykle szczegółowy opis procesu neurodegeneracji związanej z dysfunkcją mitochondriów i jej wpływu na ruch i funkcję neuronów w przypadku szczurów laboratoryjnych". Uważają jednak, że badania z zakresu eliminacji kompleksu 1 "nie odnoszą się do wszystkich aspektów choroby".
W związku z tym zwracają uwagę, że istnieją osoby z deficytami w funkcjonowaniu kompleksu 1 spowodowanymi mutacjami w genie Ndufs2, u których nie rozwija się choroba Parkinsona, ale inne zaburzenia neurologiczne, takie jak zespół Leigha, które wiążą się z upośledzeniem neuronów niedopaminergicznych. W tej kwestii wyjaśniają, że: "jest możliwe, że w sporadycznej chorobie Parkinsona dysfunkcja kompleksu 1 łączy się z innymi czynnikami genetycznymi i środowiskowymi w celu wytworzenia toksyczności w neuronach dopaminergicznych w istocie czarnej mózgu".
Niemniej jednak, obaj naukowcy uważają, że opracowany model "jest jednym z najlepszych dostępnych obecnie modeli sporadycznej choroby Parkinsona". Podsumowują: "Pozwoli nam to nie tylko na określenie roli niedoboru kompleksu 1 w chorobie Parkinsona, ale także dostarczy model, na którym będziemy mogli ocenić potencjał strategii leczenia.
