În bolile neurodegenerative, anumite proteine se pot acumula în creier şi pot afecta funcţionarea neuronilor, iar cercetătorii caută modalităţi prin care organismul să le poată elimina mai eficient. O echipă de cercetare condusă de la Institutul Paul Scherrer (PSI) din Elveţia a identificat o moleculă mică, o poliamină naturală numită spermină, care ar putea opri acumularea toxică de proteine caracteristică unor boli precum Alzheimer şi Parkinson.
Speranţa de viaţă continuă să crească, iar odată cu aceasta devin tot mai frecvente bolile asociate îmbătrânirii, inclusiv afecţiunile neurodegenerative precum Alzheimer şi Parkinson. Aceste boli sunt provocate de acumularea în creier a unor structuri proteice nocive, formate din proteine amiloide cu defecte de pliere, a căror formă seamănă cu nişte gheme neurofibrilare încâlcite. Până în prezent, nu există o terapie eficientă care să prevină sau să elimine astfel de acumulări toxice din creier.
Totuşi, o moleculă prezentă în mod natural în organism, numită spermină, oferă speranţă. În experimente, cercetători din cadrul Centrului pentru Ştiinţele Vieţii al Institutului Paul Scherrer (PSI), au descoperit că această substanţă poate prelungi durata de viaţă a unor mici viermi nematozi, le poate îmbunătăţi mobilitatea la vârste înaintate şi poate întări „uzinelor energetice” ale celulelor lor - mitocondriile. Mai exact, cercetătorii au observat cum spermina ajută sistemul imunitar al organismului să elimine acumulările de proteine amiloide care afectează nervii. Noile rezultate ar putea constitui baza pentru dezvoltarea unor terapii noi pentru aceste boli.
Spermina este cunoscută de peste 150 de ani şi are în mod obişnuit un rol în metabolismul organismului, adică în procesele prin care alimentele sunt transformate în energie şi sunt susţinute funcţiile biologice esenţiale. În acest studiu, echipa de la PSI a arătat că administrarea suplimentară de spermină unor viermi cu simptome asemănătoare celor din Alzheimer şi Parkinson a fost asociată cu o stare de sănătate mai bună la vârste înaintate, celulele fiind mai puţin predispuse să îşi piardă energia şi să se deterioreze.
Analize detaliate efectuate pe celule în eprubetă au identificat mecanismul: spermina favorizează condensarea proteinelor tau şi alfa-sinucleină, care se comportă anormal în Alzheimer şi Parkinson, în picături cu aspect lichid. Acest lucru face ca proteinele toxice să fie mai uşor eliminate de sistemul de reciclare a deşeurilor celulare, numit autofagie, menţinând astfel funcţia normală a celulelor.
Tau şi alfa-sinucleina sunt proteine amiloide. Atunci când funcţionează defectuos, ele pot forma agregate dure şi lipicioase care ajung să afecteze celulele nervoase în bolile neurodegenerative. Nu este complet clar dacă aceste aglomerări sunt o cauză sau o consecinţă a bolilor Alzheimer şi Parkinson, însă rolul lor în aceste boli a fost demonstrat.
Spermina determină şi ea formarea unor aglomerări, dar acestea sunt mai moi şi mai mobile, ceea ce le face mai uşor de îndepărtat prin autofagie şi, în acelaşi timp, împiedică proteinele să formeze plăci solide, mai greu de curăţat.
Autorii subliniază că autofagia elimină mai eficient aglomerările proteice mai voluminoase, iar spermina funcţionează ca un „liant” ce strânge laolaltă aceste structuri.
Între molecule acţionează doar forţe electrice de atracţie slabe, care le organizează fără să le fixeze ferm.
Autorii au arătat că autofagia reuşeşte să elimine mai bine aglomerările proteice atunci când acestea sunt mai voluminoase, iar spermina funcţionează ca un „liant” ce strânge laolaltă aceste structuri. Astfel, moleculele stau grupate doar printr-o atracţie electrică suficient de puternică pentru a le ţine legate între ele, dar prea slabă ca să le transforme în structuri rigide, astfel încât rămân mobile şi mai uşor de îndepărtat.
Un alt rezultat important este faptul că spermina interferează cu proteinele tau şi alfa-sinucleina doar când acestea se află la concentraţii prea mari, caz în care proteinele sunt mai predispuse să prezinte defecte de pliere sub stresul celular şi să formeze aglomerări toxice.
Autorii subliniază că rezultatele provin deocamdată din experimente pe celule şi viermi şi trebuie confirmate în studii pe oameni cu Alzheimer sau Parkinson, dar datele de până acum sunt încurajatoare.
Cercetătorii s-au orientat către studierea acestei molecule deoarece, anterior, s-a demonstrat că protejează împotriva unor procese dăunătoare din creier. Astfel, administrarea suplimentară de spermină ar putea ajuta creierul să elimine mai eficient proteinele problematice. După aceste rezultate, cercetătorii speră că spermina şi alte molecule similare ar putea fi folosite împotriva mai multor boli, inclusiv cancerului, comparând eventualele combinaţii de compuşi cu amestecuri concepute să reducă procesele toxice.
Studiul a fost publicat recent în revista Nature Communications.
