Bisakah protein yang baru ditemukan ini membantu mengobati Parkinson?
Para peneliti telah menemukan protein yang dapat membantu mengurangi agregasi protein beracun di otak - ciri khas penyakit Parkinson. Tapi apakah penemuan mereka menawarkan harapan baru atau hanya "Band-Aid?"
National Institutes of Health memperkirakan bahwa, di Amerika Serikat, sekitar 50.000 orang menerima diagnosis penyakit Parkinson setiap tahun.
Kondisi luas ini ditandai dengan gemetar, lambatnya gerakan, dan gangguan keseimbangan dan koordinasi, di antara gejala-gejala lainnya.
Namun, penyebabnya masih belum diketahui dan pengobatan hanya menargetkan gejala, membantu individu untuk mengelola kondisi ini sebaik mungkin.
Di otak, Parkinson ditandai dengan fitur yang membingungkan - agregasi alpha-synuclein, protein yang menjadi racun dan mengganggu jalur saraf saat ia saling menempel dalam jumlah besar.
Ini terjadi ketika alpha-synuclein salah lipatan, yaitu ketika melipat menjadi bentuk yang salah yang tidak memungkinkannya berfungsi dengan benar, yang dapat menyebabkan atau memfasilitasi penyakit.
Alpha-synuclein biasanya hadir di tingkat tinggi di otak, dan juga hadir di jaringan lain dalam jumlah yang lebih kecil. Namun, para peneliti tidak tahu peran apa yang biasanya dimainkan protein ini dalam menjaga kesehatan saraf atau bagaimana mencegahnya salah lipatan.
Tetapi sebuah studi baru, dari Purdue University, di West Lafayette, IN, telah mengidentifikasi protein yang mampu mengurangi agregasi alpha-synuclein yang gagal melipat. Fitur temuan di Jurnal Biologi Molekuler.
Bagaimana HYPE dapat mengurangi agregasi
Penelitian baru telah difokuskan pada potensi terapeutik dari protein yang disebut "HYPE," yang, jelas para peneliti, adalah satu-satunya protein Fic yang ada pada manusia.
Protein Fic membantu memutuskan apakah sel bertahan atau mati saat menghadapi stres, yang ditandai dengan protein sel yang salah lipatan.
“Karena HYPE memainkan peran yang sangat penting dalam bagaimana sel mengatasi stres dari protein yang salah lipatan, kami bertanya-tanya apakah penyakit yang diakibatkan oleh protein yang salah lipatan cenderung membutuhkan HYPE,” jelas penulis utama studi Seema Mattoo, Ph.D., asisten profesor dari ilmu biologi di Purdue.
Dia melanjutkan: “Kita tahu bahwa pada penyakit Parkinson, seringkali protein yang salah lipatannya adalah [alpha-synuclein]. Jadi kami bertanya apakah HYPE dapat memodifikasi [alpha-synuclein], dan jika demikian, apa konsekuensinya? ”
Dalam studi saat ini - yang dilakukan para peneliti secara in vitro, menggunakan kultur sel dalam pengaturan laboratorium - mereka menemukan bahwa HYPE memang dapat bekerja pada alpha-synuclein, mengurangi jumlah agregasi protein yang gagal melipat. Para peneliti menyebut proses ini "AMPylation".
Kemudian, tim ingin melihat apakah AMPylation benar-benar menunjukkan janji apa pun sebagai proses terapeutik yang potensial. Pada penyakit Parkinson, protein yang terkumpul dan salah lipatan dapat menembus membran neuron (sel otak), mengganggu fungsinya.
Mattoo dan rekan ingin mengetahui apakah AMPylation juga akan menyebabkan lebih sedikit lubang di membran sel. Untuk melakukannya, mereka menggunakan kombinasi lipid untuk membuat simulasi permukaan membran sel.
Mereka juga menambahkan pewarna ke lipid, jadi jika agregat alpha-synuclein menusuknya, tindakan tersebut akan terlihat melalui pewarna yang bocor.
Setelah melakukannya, Mattoo mencatat, "Kami menemukan bahwa lebih sedikit pewarna yang dilepaskan dengan [alpha-synuclein] yang dimodifikasi, yang berarti membran tetap lebih utuh."
“Itu berarti HYPE mungkin memiliki efek terapeutik pada penyakit Parkinson,” tambahnya. Selain itu, seperti yang dicatat Mattoo dan rekan dalam makalah studi mereka, "Ini adalah laporan pertama yang mengidentifikasi [alpha-synuclein] sebagai target untuk HYPE."
Melampaui 'Band-Aid?'
Dalam percobaan terakhir, Mattoo dan tim mempelajari alpha-synuclein yang dimodifikasi HYPE menggunakan mikroskop elektron. Ini memungkinkan mereka untuk mengamati bahwa, setelah berinteraksi dengan HYPE, struktur alpha-synuclein telah berubah.
Dalam keadaan biasa, para peneliti mencatat, alpha-synuclein twists, yang dapat menjelaskan potensinya untuk membentuk agregat. Namun, ketika dimodifikasi oleh HYPE, protein cenderung lebih sedikit berputar, malah membentuk untaian paralel.
Modifikasi baru ini, para peneliti berpendapat, dapat mencegah alpha-synuclein untuk berkumpul sebanyak mungkin.
Meskipun penelitian saat ini menunjukkan harapan dalam menemukan terapi baru untuk penyakit Parkinson, penulis penelitian menjelaskan bahwa jalan mereka masih panjang.
“Kita semua mencoba menerapkan Band-Aid pada akhir perkembangan penyakit karena kita tahu agregasi menyebabkan sel menjadi beracun, tetapi bagaimana kita bisa mencegahnya? Masih banyak yang harus dipahami secara mekanis tentang hal itu dalam konteks penyakit. "
Seema Mattoo, Ph.D.
"Kami sedang dalam tahap awal [penelitian ini]," Mattoo mengakui, "tetapi hasil ini memberi kami sudut pandang baru untuk melihat potensi terapi."
“Kami mencoba menemukan obat yang dapat digunakan untuk memanipulasi aktivitas HYPE. Anda dapat memberikannya kepada pasien yang mulai menunjukkan tanda-tanda Parkinson atau yang cenderung mengalami agregasi [alpha-synuclein]. Ke sanalah kami ingin pergi [masuk], "peneliti menjelaskan.
