Πώς βασική πρωτεΐνη δυσλειτουργεί και οδηγεί στη Νόσο Πάρκινσον

24 Μαρτίου 2025, 07:00

Ερευνητές υπολογίζουν ότι περίπου 10 εκατομμύρια άνθρωποι παγκοσμίως ζουν με τη Νόσο Πάρκινσον, μία νευρολογική πάθηση που επηρεάζει την κίνηση. Ενώ η ακριβής αιτία της νόσου είναι ακόμα άγνωστη, προηγούμενες μελέτες δείχνουν ότι ένας συνδυασμός περιβαλλοντικών και γενετικών παραγόντων συμβάλλει στην εμφάνισή της. Για παράδειγμα, ανακάλυψαν ότι η ύπαρξη ορισμένων γονιδίων μπορεί να αυξήσει τον κίνδυνο ενός ατόμου να αναπτύξει ΝόσοΠάρκινσον, όπως μία μετάλλαξη στο γονίδιο PINK1 (προκαλούμενη από PTEN υποτιθέμενη κινάση 1).

Τώρα, νέα μελέτη που δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Science για πρώτη φορά εξηγεί πώς μοιάζει το PINK1 και πώς ενεργοποιείται. Ειδικότερα, το PINK1 διαδραματίζει σημαντικό ρόλο στη λειτουργία του οργανισμού, καθώς η πρωτεΐνη που εκφράζει βοηθά στην προστασία των μιτοχονδρίων - των κυτταρικών πηγών ενέργειας - από βλάβες και οδηγεί στην απομάκρυνσή τους από τον οργανισμό όταν καταστρέφονται με την πάροδο του χρόνου.

«Η πρωτεΐνη του PINK δρα ως φάρος για τα κατεστραμμένα μιτοχόνδρια, που είναι γνωστό ως «η δύναμη του κυττάρου»», εξήγησε η Sylvie Callegari, PhD, ανώτερη ερευνητική υπεύθυνη στο Ubiquitin Signaling Division στο The Walter and Eliza Hall Institute of Medical Research στην Αυστραλία.

«Το PINK1 ανιχνεύει αυτή τη βλάβη και προσκολλάται στην επιφάνεια των μιτοχονδρίων. Μόλις τοποθετηθεί στη μιτοχονδριακή επιφάνεια, το PINK1 ενεργοποιείται και αναζητά μια μικρή πρωτεΐνη γνωστή ως ουβικιτίνη και τη σηματοδοτεί.»

«Όταν τα κατεστραμμένα μιτοχόνδρια δεν καθαρίζονται, απελευθερώνουν τοξίνες, οι οποίες νεκρώνουν τα κύτταρα», συνέχισε. «Τα εγκεφαλικά κύτταρα, όπως οι νευρώνες, που απαιτούν πολλή ενέργεια και έχουν πολλά μιτοχόνδρια, είναι ιδιαίτερα ευαίσθητα στη μιτοχονδριακή τοξικότητα και είναι πιο πιθανό να πεθάνουν. Ο θάνατος των νευρωνικών κυττάρων στον εγκέφαλο είναι αυτό που προκαλεί τη νόσο Πάρκινσον».

Η Callegari είπε ότι μέχρι τώρα, ένα από τα κύρια εμπόδια που εμπόδιζαν τους ερευνητές να δουν πώς μοιάζει το PINK1 ήταν ότι δεν υπάρχει άφθονο PINK1 στα κύτταρα.

«Μέχρι τώρα, οι επιστήμονες μελετούσαν το PINK1 στα έντομα επειδή είναι δυνατό να παραχθεί σε μεγάλες ποσότητες και, οπτικοποιώντας το, μπορέσαμε να αποκρυπτογραφήσουμε πώς μπορεί να ενεργοποιηθεί», εξήγησε.

«Ωστόσο, δεν μπορέσαμε ποτέ να δούμε πώς το PINK1 προσκολλάται στη μιτοχονδριακή επιφάνεια, το οποίο είναι το σημαντικό βήμα που προηγείται της ενεργοποίησής του. Για να αντιμετωπίσουμε αυτό το πρόβλημα, χρησιμοποιήσαμε πολύ μεγάλες ποσότητες κυττάρων (σχεδόν 10 λίτρα) για να πάρουμε αρκετό ανθρώπινο PINK1 που θα μπορούσαμε να χρησιμοποιήσουμε για οπτικοποίηση».

Η Callegari και η ομάδα της ανακάλυψαν ότι υπάρχουν 4 βασικά βήματα για το πώς λειτουργεί το PINK1: Ανίχνευση μιτοχονδριακής βλάβης, προσκόλληση στα κατεστραμμένα μιτοχόνδρια, επισήμανση της ουβικιτίνης και, στη συνέχεια, σύνδεση ουβικιτίνης με μια πρωτεΐνη που ονομάζεται Parkin για να «ανακυκλώσει» τα τραυματισμένα μιτοχόνδρια.

«Το PINK1 είναι ιδιαίτερο γιατί μπορεί να αλλάξει την ετικέτα ουβικιτίνη τοποθετώντας έναν πρόσθετο δείκτη πάνω της — ουσιαστικά επισημαίνει την ετικέτα», είπε ο Callegari. «Αυτή η αλλαγή είναι ένα πολύ συγκεκριμένο σήμα που ξεκινά την απόρριψη ολόκληρων των μιτοχονδρίων».