Mitochondria to bardzo małe struktury znajdujące się w naszych komórkach, które są odpowiedzialne za wytwarzanie energii. Mają one swoje własne DNA, określane jako mtDNA. To właśnie jego uszkodzenie skutkuje aktywacją wspomnianych białek. Zespół badaczy zidentyfikował jeszcze jedno białko. Ma ono odgrywać kluczową rolę w rozprzestrzenianiu się uszkodzonego mtDNA do innych neuronów. Najprawdopodobniej to właśnie na nim skupią się badania mające na celu wypracowanie metod leczenia zapobiegających rozwojowi choroby Parkinsona.
Czy uszkodzone mtDNA będzie można wykryć z badań krwi?
Mitochondria są uznawane za producentów energii życiowej dla naszych komórek mózgowych, a zwłaszcza neuronów. Zdaniem naukowców, uszkodzenie mitochondrialnego DNA jest czynnikiem, który rozprzestrzenia chorobę Parkinsona niczym pożar. Są to jednocześnie wczesne biomarkery tego schorzenia. Według naukowców, możliwe byłoby ich wykrycie z badań krwi.
Do tej pory badacze szukali przyczyn choroby głównie w genetyce. Okazało się jednak, że czynniki dziedziczne nie są w stanie wyjaśnić większości schorzeń. Poczynione odkrycia są kluczowe dla lepszego zrozumienia choroby Parkinsona. Rozprzestrzenianie się uszkodzonego materiału genetycznego powoduje bowiem objawy przypominające to schorzenie i przyspiesza rozwój demencji.
W jaki sposób uszkodzony materiał genetyczny wpływa na mózg człowieka?
Naukowcom zależało na zidentyfikowaniu szlaków molekularnych, które są związane z chorobą. W tym celu zbadali pośmiertne próbki mózgów osób mających objawy choroby oraz osób bez objawów. Okazało się, że w wyniku rozprzestrzeniania się uszkodzonego mitochondrialnego DNA, dochodzi do aktywacji białek TLR9 i TLR4. Poziom tych białek był wyższy u pacjentów z chorobą Parkinsona. Następnie przeprowadzono badania na myszach. W tym przypadku również zaobserwowano aktywację wspomnianych białek oraz uszkodzenie mtDNA. Zdaniem naukowców, materiał genetyczny może rozprzestrzeniać się na inne neurony, powodując neurotoksyczność. Dzieje się tak z powodu wydalania toksycznego mitochondrialnego DNA przez komórki nerwowe, w wyniku złego umieszczenia jego fragmentów.
W kolejnym etapie wstrzyknięto uszkodzone mtDNA do mózgów zdrowych myszy. Skutkiem tego było pojawienie się objawów behawioralnych, które przypominają demencję w chorobie Parkinsona. U myszy zaobserwowano zaburzenia neuropsychiatryczne, motoryczne i poznawcze. Co ciekawe, neurony zostały uszkodzone również w obszarach oddalonych od miejsca wstrzyknięcia. Pozwala to domniemywać, że uszkodzone mtDNA wpływa na rozprzestrzenianie się cech demencji w sposób podobny do tego jak czynią to wirusy.
Ze względu na to, że komórki mózgowe są ze sobą wzajemnie powiązane, toksyczne fragmenty mogą szybko dotrzeć do innych komórek. Najprawdopodobniej trafiają one także do krwiobiegu. Na ten moment naukowcy koncentrują się na prowadzeniu dalszych badań ukierunkowanych na wykrycie toksycznego mtDNA we krwi. Dzięki temu w przyszłości być może pojawią się nowe strategie leczenia oraz sposoby monitorowania choroby Parkinsona.
