| Περίληψη |
Η νόσος του Parkinson είναι μια χρόνια νευροεκφυλιστική νόσος και η δεύτερη πιο συχνή νευρολογική διαταραχή μετά τη νόσο Alzheimer. Η ασθένεια αυτή χαρακτηρίζεται από κινητικά και μη κινητικά συμπτώματα. Τα κύρια κινητικά συμπτώματα είναι ο τρόμος, η βραδυκινησία, η έλλειψη εκούσιας κίνησης και η μυϊκή δυσκαμψία. Η παθολογία της νόσου χαρακτηρίζεται από τη σταδιακή απώλεια των ντοπαμινεργικών νευρώνων στη συμπαγή μοίρα της μέλαινας ουσίας του εγκεφάλου και την παρουσία κυτταροπλασματικών εγκλείστων στους εναπομείναντες νευρώνες, τα οποία περιέχουν συσσωματώματα πρωτεϊνών και ονομάζονται σωμάτια Lewy Bodies (LBs). Την πλειονότητα των περιπτώσεων με τη νόσο Parkinson αποτελούν οι σποραδικές περιπτώσεις, ενώ μόνο το 5% είναι οικογενείς. Στην περίπτωση των σποραδικών περιπτώσεων εμπλέκονται τόσο περιβαλλοντικοί όσο και γενετικοί παράγοντες προδιάθεσης. Έχει βρεθεί ότι στην παθοφυσιολογία της νόσου εμπλέκονται διάφορες παθολογικές καταστάσεις, όπως η βλάβη των μιτοχονδρίων, η δυσλειτουργία του συστήματος αποικοδόμησης πρωτεϊνών, το οξειδωτικό στρες και η φλεγμονή.
Όσον αφορά τις οικογενείς περιπτώσεις, αρκετά γονίδια έχουν σχετιστεί με τη νόσο και ακολουθούν αυτοσωμικό επικρατή ή υπολειπόμενο τύπο κληρονομικότητας. Ο γενετικός τόπος PARK-5 που κωδικοποιεί για την πρωτεΐνη UCH-L1 είναι ένα από τα γονίδια επικρατούς κληρονομικότητας. Η πρωτεΐνη UCH-L1 βρίσκεται σε αφθονία στον εγκέφαλο όπου εντοπίζεται σε προ- και μετα-συναπτικές περιοχές. Ανήκει στην οικογένεια υδρολασών καρβοξυτελικού άκρου ουμπικουιτίνης και αποτελεί το μόνο μέλος της οικογένειας αυτής με ικανότητα διμερισμού. Η πρωτεΐνη UCH-L1 έχει in vitro ενεργότητα υδρολάσης του καρβοξυτελικού άκρου της ουμπικουιτίνης και ενεργότητα λιγάσης της ουμπικουιτίνης μετά από διμερισμό. Ακόμη, έχει βρεθεί πως συνδέεται με τη μονομερή ουμπικουιτίνη, αποτρέποντας την αποικοδόμησή της και σταθεροποιώντας τα επίπεδα της στα κύτταρα. Παρ’ όλη την αφθονία της πρωτεΐνης στα νευρικά κύτταρα, ο ρόλος της in vivo παραμένει αδιευκρίνιστος. Η γενετική συσχέτιση της πρωτεΐνης UCH-L1 με τη νόσο Parkinson έγινε για πρώτη φορά το 1999, με την ανακάλυψη της μεταλλαγής I93M UCH-L1 σε μια γερμανική οικογένεια στην οποία η νόσος του Parkinson εμφάνιζε αυτοσωμικό επικρατή τύπο κληρονομικότητας. Το 1999 ανακαλύφθηκε ο πολυμορφισμός S18Y της πρωτεΐνης UCH-L1, ο οποίος προτάθηκε πως ασκεί μια προστατευτική
[8]
δράση έναντι της εμφάνισης της νόσου Parkinson σε διάφορους πληθυσμούς και ιδιαίτερα στις σποραδικές περιπτώσεις. Από τότε μέχρι σήμερα έχουν πραγματοποιηθεί αρκετές μελέτες και γονιδιακές αναλύσεις ευρείας κλίμακας, κάποιες εκ των οποίων δεν υποστηρίζουν τη γενετική συσχέτιση του πολυμορφισμού S18Y με τη νόσο του Parkinson. Πρόσφατες μελέτες έδειξαν πως η πρωτεΐνη S18Y UCH-L1 προστατεύει έναντι του H2O2 και της τοξίνης MPTP η οποία χρησιμοποιείται ευρέως ως μοντέλο τοξικού παρκινσονισμού. Παρ’ όλα αυτά, ο ακριβής μηχανισμός της αντιοξειδωτικής αυτής δράσης παραμένει σε μεγάλο βαθμό αδιευκρίνιστος.
Ο στόχος της παρούσας εργασίας ήταν η διευκρίνιση του μηχανισμού της νευροπροστατευτικής δράσης του S18Y πολυμορφισμού της UCH-L1 πρωτεΐνης σε νευρικά κύτταρα. Χρησιμοποιώντας μια μεταλλαγμένη μορφή της S18Y UCH-L1 πρωτεΐνης (μεταλλαγή στην αλληλουχία φαρνεσυλίωσης), που έχει προταθεί πως συνδέεται σε μικρότερο βαθμό στις μεμβράνες, βρέθηκε πως η παρεμπόδιση της μετα-μεταφραστικής αυτής τροποποίησης δεν επηρέασε την πρόσδεση του S18Y πολυμορφισμού στις μεμβράνες, ούτε την προστατευτική του δράση έναντι στην νευροτοξικότητα επαγόμενη από MPP+. Ακόμη, η υπερεκφρασμένη πρωτεΐνη S18Y UCH-L1 ανιχνεύθηκε σε παρόμοια επίπεδα στις υποκυττάριες περιοχές (κυτταρόπλασμα, πυρήνες, μιτοχόνδρια, ενδοσώματα) συγκριτικά με την υπερεκφρασμένη WT UCH-L1, υπό φυσιολογικές συνθήκες. Προκειμένου να διερευνήσουμε εάν ο πολυμορφισμός S18Y προστατεύει επιλεκτικά έναντι οξειδωτικών παραγόντων ή εάν χαρακτηρίζεται από μια πιο ευρεία προστατευτική δράση, βρήκαμε πως δεν έδρασε προστατευτικά ενάντια σε νευροτοξικότητα επαγόμενη από γλουταμινικό οξύ ή από υπερέκφραση της αγρίου τύπου α-συνουκλεΐνης. Τα ευρήματα αυτά προτείνουν μια επιλεκτική δράση του συγκεκριμένου πολυμορφισμού, εστιασμένη σε ερεθίσματα που επάγουν οξειδωτικό στρες. Καθώς ο πολυμορφισμός S18Y ανιχνεύθηκε στα μιτοχόνδρια και στα ενδοσώματα, οργανίδια τα οποία συμμετέχουν στη ρύθμιση της οξειδοαναγωγικής ομοιόστασης, είναι πιθανόν η προστατευτική του δράση να επιτελείται μετά από μεταφορά του στα οργανίδια αυτά υπό συνθήκες οξειδωτικού στρες. Το οξειδωτικό στρες αποτελεί παράγοντα που εμπλέκεται στην παθοφυσιολογία του Parkinson και άλλων νευροεκφυλιστικών διαταραχών. Επομένως, περαιτέρω διερεύνηση του μηχανισμού μέσω του οποίου ο πολυμορφισμός S18Y UCH-L1 ασκεί τη νευροπροστατευτική του δράση θα συμβάλλει στην ανάπτυξη νέων θεραπευτικών προσεγγίσεων για την αντιμετώπιση της νόσου του Parkinson και άλλων νευροεκφυλιστικών ασθενειών.
|
Role of the S18Y polymorphism of UCH-L1 protein on neuroprotection
