Parkinson: Protein yang dimodifikasi bekerja seperti obat
Penelitian baru, diterbitkan di jurnal Neurobiologi Molekuler, menawarkan strategi baru yang menjanjikan untuk memulihkan tingkat fungsional dopamin di otak: mengubah protein alami sehingga dapat memasuki sel otak dan digunakan sebagai obat.
Penyakit Parkinson, kondisi neurologis yang semakin melemahkan yang mempengaruhi sekitar 1 juta orang di Amerika Serikat, disebabkan oleh hilangnya neuron penghasil dopamin.
Saat ini, para peneliti sedang mencari strategi untuk mengganti atau memulihkan fungsinya, atau meningkatkan kadar dopamin, yang merupakan neurotransmitter yang penting untuk mengendalikan gerakan.
Baru-baru ini, misalnya, para peneliti menggunakan cahaya untuk mengontrol obat yang memblokir reseptor tertentu di otak. Memblokir reseptor ini meningkatkan dopamin.
Penelitian lain telah menggunakan vitamin B-3 untuk menghentikan kematian neuron penghasil dopamin atau menyarankan bahwa meningkatkan dopamin hanya dalam waktu singkat, daripada terus-menerus, dapat membantu mengontrol pergerakan.
Sekarang, sebuah studi baru mengambil pendekatan lain. Berdasarkan penelitian sebelumnya yang memilih protein yang disebut Nurr1 sebagai target obat yang menjanjikan untuk Parkinson, tim ilmuwan internasional telah mengubah protein dengan cara yang memungkinkannya memasuki sel otak.
Dalam bentuk ini, protein alami dapat membantu neuron dopaminergik bertahan hidup, jelas para ilmuwan dalam makalah mereka, penulis pertama adalah Dennis Paliga, dari kelompok kerja Molecular Neurobiochemistry di Ruhr-Universität Bochum di Jerman.
Memodifikasi protein Nurr1
Paliga dan tim menjelaskan bahwa Nurr1 adalah faktor transkripsi yang memainkan peran penting dalam pengembangan dan pemeliharaan neuron penghasil dopamin di area otak yang disebut substantia nigra.
Studi sebelumnya yang dirujuk oleh penulis telah menemukan kekurangan protein Nurr1 dalam kasus penyakit Parkinson, yang mengarah pada keyakinan bahwa melengkapi level Nurr1 mungkin merupakan strategi terapeutik yang baik.
Faktor transkripsi membantu sel berkembang dengan mengikat DNA di dalam nukleus dan "memutuskan" gen mana yang diterjemahkan sehingga mereka membentuk protein.
Namun, dalam bentuk aslinya, Nurr1 tidak bisa masuk ke sel dari luar. Jadi, Paliga dan tim mencari cara untuk memberikan "dorongan sinyal" yang akan mendorongnya untuk melakukannya.
Memasang fragmen protein yang dibuat dari bakteri Bacillus anthracis to Nurr1 terbukti menjadi "dorongan" yang dicari para peneliti.
”Fragmen protein bakteri yang kami gunakan tidak memicu penyakit,” kata penulis terkait Rolf Heumann. “[Saya] tidak hanya berisi perintah untuk mengangkut sesuatu ke dalam sel,” tambahnya.
Ketika protein yang dimodifikasi memasuki sel, ia melepaskan dirinya dari fragmen protein bakteri, bebas menargetkan gen yang menggerakkan produksi dopamin.
Bagaimana perubahan Nurr1 menghentikan degenerasi saraf
Lebih khusus lagi, tes laboratorium lebih lanjut oleh Paliga dan rekan mengungkapkan bahwa pemberian versi modifikasi Nurr1 meningkatkan tingkat enzim yang merupakan kunci untuk sintesis dopamin, sebuah proses yang sering terganggu di Parkinson.
Enzim tersebut disebut tirosin hidroksilase. Kultur sel telah mengungkapkan bahwa sel yang diobati dengan Nurr1 menghasilkan lebih banyak enzim ini daripada sel yang tidak diobati. Namun, merawat sel dengan protein juga menurunkan produksi protein lain yang dikenal sebagai Nur77, yang mengatur kematian sel.
Akhirnya, para peneliti menguji efek Nurr1 pada neuron penghasil dopamin yang telah diobati dengan racun saraf untuk mensimulasikan efek penyakit Parkinson. Nurr1 yang dimodifikasi menghentikan degenerasi neuron.
“Temuan ini,” jelas penulis penelitian, “mungkin memiliki relevansi untuk pengiriman inti faktor transkripsi Nurr1 dalam konteks pengobatan berbasis protein pada penyakit Parkinson.”
Rekan penulis studi Sebastian Neumann - yang berafiliasi dengan kelompok kerja Molecular Neurobiochemistry - juga mengomentari temuan tersebut.
“Dengan demikian, kami berharap dapat membuka jalan bagi terapi Parkinson baru […] Namun, protein fusi Nurr1 kami dapat memulai pengembangan pendekatan baru.”
Sebastian Neumann
“Banyak langkah yang masih harus diambil untuk mengklarifikasi apakah protein yang dimodifikasi secara spesifik mencapai sel yang tepat di otak dan bagaimana hal itu dapat diterapkan,” Neumann menyimpulkan.
