Parkinson Hastalığının Oluşumunda Rol Oynayan Bir Mekanizma Keşfedildi

Lewy cisimsiği Görsel Telif: Janin Lautenschläger

Araştırmacılar, beyin hücrelerindeki kalsiyum miktarındaki dengesizliğin, Parkinson hastalığının belirtisi olan zararlı öbeklerin oluşumuna yol açabileceğini keşfetti. Elde edilen bulgular Nature Communications dergisinde yayımlanan bir makale ile paylaşıldı.

Cambridge Üniversitersi liderliğindeki uluslararası bir ekip tarafından yapılan çalışmada, beyindeki nöronal sinyalleme için önemli olan sinir uçlarının içindeki küçük zarsı yapılar ile Parkinson hastalığı ile ilişkilendirilen protein olan alfa-sinüklein arasındaki etkileşimi kalsiyumun sağlayabildiği keşfedildi. Kalsiyumun ya da alfa-sinükleinin düzeyinin çok yüksek olması, beyin hücrelerinin ölümüne götüren zincirleme tepkimeyi başlatan şey olabilir.

Yaklaşık olarak, Birleşik Krallık’ta yaşayan her 350 kişiden biri Parkinson hastalığına yakalanıyor. Ne yazık ki hastalığın henüz çaresi bulunabilmiş değil. Çok farklı çeşitleri olabilen nöro-dejeneratif (sinir hücrelerini bozan) hastalıklardan biri olan Parkinson, vücutta doğal olarak bulunan bazı proteinlerin yanlış biçimlerde katlanıp, başka proteinlere yapışmasıyla oluşuyor. Sonuç olarak, amiloid iplikleri (İng. amyloid fibrils) denilen ipliksi yapılar oluşuyor. Birikmiş alfa-sinükleinden oluşan bu amiloid topaklarına “Lewy cisimcikleri” adı veriliyor ve Parkinson hastalığının işareti olarak kabul ediliyor.

İlginç bir şekilde, şimdiye dek alfa-sinükleinin hücre içinde tam olarak ne aradığı açıklığa kavuşturulamamıştı. Beyinde kimyasal sinyallerin ve sinir uçlarına giriş ile çıkışta moleküllerin hareketinin pürüzsüz akışı gibi çeşitli süreçlerde rol aldıklarına ilişkin işaretler vardı ama davranışları net olarak bilinmiyordu.

“Alfa-sinüklein çok ufak yapılı, çok küçük bir protein ve işlev kazanabilmesi için diğer proteinlerle veya yapılarla etkileşmesi gerekiyor, ki bu da onu incelemeyi zorlaştırıyor,” diyor ekipten Gabriele Kaminski. Süper-çözünürlüklü mikroskopi teknikleri sayesinde, artık hücrelerin içine bakıp alfa-sinükleinin davranışını gözleme olanağına kavuşuldu. Bunu gerçekleştirmek için ekip sinaptik vezikülleri (sinir hücreleri arasında sinyal iletimi yapan nörotransmitterleri depolayan sinir hücresi bölümlerini) yalıttı.

Nöronlarda, nörotransmitterlerin salınımında kalsiyum rol oynar. Bilimciler, sinir hücresinde örneğin nöron sinyallemesine bağlı olarak kalsiyum düzeyi yükseldiğinde, alfa-sinükleinin çok sayıda noktadan sinaptik veziküllere bağlanarak, veziküllerin bir araya gelmelerine neden olduğunu gözlemledi. Bundan şu sonuç çıkıyor: Alfa-sinükleinin normal rolü, bilginin sinir hücreleri arasındaki kimyasal iletimine yardımcı olmak olabilir. “İlk kez olarak, alfa-sinükleinin sinaptik veziküllerle etkileşiminin kalsiyum tarafından etkilendiğini görmüş olduk. Alfa-sinükleinin neredeyse bir kalsiyum sensörü gibi olduğunu düşünüyoruz. Kalsiyumun varlığında, yapısını ve çevreyle etkileşimini değiştiriyor, ki bu da muhtemelen normal işlevi için çok önemli,” diyor ekipten Janin Lautenschlager.

“Hücrede kalsiyum ile alfa-sinüklein aradında çok hassas bir denge var ve herhangi birinden çok fazla olduğunda, denge bozulup birikme başlayarak Parkinson hastalığına yol açıyor, “ diye ekliyor bir diğer ekip üyesi Amberley Stephens. Böyle bir dengesizliğe, alfa sinüklein miktarının genetik ikilenmesi (gen duplikasyonu), protein fazlasının atılımının yaşa bağlı olarak yavaşlaması, Parkinson hastalığına hassas olan nöronlarda kalsiyum düzeyinin artması veya nöronlarda kalsiyum tutma kapasitesi eksikliği neden olabilir. Fizyolojik ve patolojik süreçlerde alfa-sinükleinin rolünü anlamak, Parkinson hastalığı için yeni tedavi yöntemlerinin geliştirilmesine yardım edebilir.

Kaynaklar ve ileri okuma:

  1. Janin Lautenschläger et al, C-terminal calcium binding of α-synuclein modulates synaptic vesicle interaction, Nature Communications (2018). DOI: 10.1038/s41467-018-03111-4
  2. Science Bulletin, “Calcium may play a role in the development of Parkinson’s disease” https://sciencebulletin.org/archives/20451.html

Orjinal yazı: Bilimfili

Facebook Yorumları