A kalciumszint befolyásolhatja a Parkinson-kór kialakulását

A cambridge-i egyetem kutatói által vezetett nemzetközi kutatócsoport azt tárta fel, hogy a kalcium befolyásolhatja az idegvégződések belsejében található membránstruktúrák közötti interakciót, ami fontos szerepet játszik az agyi jelátvitelben, és hatással van az alfa-synuclein proteinre, ami pedig a Parkinson-kórral van összefüggésben. A kalcium és az alfa-synuclein túl magas szintje egyaránt kiválthatja azt a láncreakciót, amely a neuronok pusztulásához vezet.

A kutatás eredményei a Nature Communications folyóiratban jelentek meg, és újabb lépést jelentenek a Parkinson-kór kialakulásának okainak feltárása irányában. A Parkinson-kór azok közé a neurodegeneratív betegségek közé tartozik, amelyekben természetes módon előforduló fehérjék amyloid plakkokat képeznek, és az alfa-synucleinből álló lerakódásokat nevezik Lewy-testeknek.

Az alfa-synuclein szerepe eddig nem volt tisztázott, bár több sejtszintű folyamatban is részt vesz, például segíti az agyi jelátvitelt, de a pontos működése nem volt ismert.

„Az alfa-synuclein egy kisméretű protein, aminek nagyon egyszerű a struktúrája, és más proteinekkel kell kölcsönhatásba lépnie ahhoz, hogy kifejthesse a hatását, ezért a tanulmányozása is bonyolult” – mondta a kutatás vezetője.

Ugyanaz a fehérje-aggregátum többféle betegségben is megjelenhet. A tauopathiák nagy családja az Alzheimer kóron kívül a Pick-betegséget valamint a frontotemporális demenciát és parkinsonizmust (FTDP-17) is magába foglalja, az alfa-synuclein fibrillumok egyaránt megjelennek a Parkinson-kórban és a Lewy-testes demenciában. Sokszor nem könnyű a neurodegeneratív betegségeket egymástól elkülöníteni, éppen a közös fehérje-aggregátumok miatt. Nagyon jellemző viszont az idegsejtek károsodásának, pusztulásának a helye, így a legtöbb neurodegeneratív betegség régió– sőt sejtspecifikus, legalábbis a betegség korai szakaszában. A kórképek közös mechanizmusára utal az a tény, hogy a felsorolt fehérjék valamennyi esetben konformációváltozást szenvednek (alfa-hélix-béta-szalag átalakulás) és béta-szerkezetű polipeptid láncokat tartalmazó szálakká, fibrillumokká alakulnak át. A fibrillumok, sőt a kisebb, diffúzibilis aggregátumok is enzimrezisztensek és neurotoxikus hatásúak. A szakirodalom megegyezik abban, hogy a felsorolt neurodegenerációs betegségek végső oka bizonyos fehérjék nem megfelelő feltekeredése, gombolyodása (misfolding), a hibás fehérje térszerkezetek kialakulása.

A kutatócsoport izolálta a szinaptikus vezikulumokat, amelyek a neuronokon belül a neurotranszmittereket tárolják. A neuronokban a kalcium fontos szerepet játszik ezeknek a neurotranszmittereknek a felszabadulásában, és a kutatók megfigyelték, hogy a kalciumszint emelkedésekor, ami a jelátvitel során is bekövetkezik, az alfa-synuclein több ponton a szinaptikus vezikulumokhoz kötődik és ez által összekapcsolja azokat. Ez arra utal, hogy az alfa-synuclein szerepe alapvetően az információszállítás a neuronok között.

„Ez az első alkalom, hogy sikerült azt igazolni, hogy a kalcium befolyásolja az alfa-synuclein és szinaptikus vezikulumok kölcsönhatását. Véleményünk szerint az alfa-synuclein egyfajta kalciumszenzorként működik. Kalcium jelenlétében megváltozik a struktúrája, ami befolyásolja a működését” – mondta a kutatócsoport vezetője.

„A sejten belül nagyon érzékeny egyensúly van a kalcium és az alfa-synuclein között, és ha bármelyik túlsúlyba kerül, az egyensúly felborul, elindul az aggregáció, ami Parkinson-kórhoz vezethet.”

Az egyensúly felborulását kiválthatja az alfa-synuclein génduplikációja, a felesleges proteinmennyiség lassabb lebomlása az életkor előrehaladása miatt, a magasabb kalciumszint a neuronokban vagy a kalcium pufferkapacitás hiánya.

Az alfa-synuclein fiziológiai és patológiai folyamatokban játszott szerepének jobb megértése hozzájárulhat a Parkinson-kór új terápiás lehetőségeinek kifejlesztéséhez, például olyan gyógyszerjelöltek által, amelyek gátolják a kalcium felszabadulását.