Vědci z University of Michigan hlásí neočekávanou souvislost mezi téměř neznámou signální molekulou a zdravím neuronu. Nedostatek této molekuly způsobuje degeneraci mozku.

Pokud vědci umlčeli myším gen pro molekulu fosfolipidu, jejich nervové buňky začaly trpět nedostatkem molekul fosfolipidu PI(3,5)P2. V buňkách se objevují vakuoly s tekutinou (vpravo). Obrázek vlevo je kontrola -zdravá buňka. (Kredit: University of Michigan)

Molekula o které si budeme povídat, nese matoucí označení „PI(3,5)P2“. Je to vlastně lipid, přesněji fosfolipid, který je v malém množství obsažen ve všech buňkách. Náš fosfolipid (PI(3,5)P2) je členem jedinečné, málo prozkoumané skupiny lipidů. Víme o něm, že hraje v buňce signální úlohu a že buňka na jeho povel provádí určité speciální úkony. 

U myší se ukazuje, že snížení hladiny tohoto fosfolipidu navodí těžké neurodegenerativní stavy. I když tato onemocnění mozku dál zůstávají chorobami nevyléčitelnými, je tento poznatek odbornými kruhy přijímán s nadšením. Uvědomují si, že může být dobrým východiskem pro zkoušení nových způsobů léčby, kde by hlavní úlohu hrálo obnovování signálů (hladiny) našeho klíčového fosfolipidu.

Lois Weismanová, Life Sciences Institute

 
K rozmotávání klubka záhad okolo molekuly citovaného fosfolipidu, přivedla vedoucí výzkumného týmu Lois Weismanovou, genetika. Ukázalo se, že se jedná o evolučně konzervovanou záležitost. Gen zůstal v téměř nezměněné podobě kvasinkám, rostlinám i lidem. Studie na kvasinkách ukázaly, že enzym, jež se účastní tvorby fosfolipidu, je řízen geny FIG4 a VAC14 a že tyto geny mají kvasinky, myši i lidé.

Při testech na dvou odlišných modelech dospěly dva pracovní týmy vědců prakticky ke stejným závěrům. Ukázalo se, že gen FIG4 je potřebný k udržení normální hladiny  signálního lipidu a k zajištění normálního vývoje nervového systému. Navíc se později ukázalo, že osoby, jež mají byť jen nepatrný defekt ve svém FIG4 genu, mají vážné neurologické problémy.

Signální lipid PI(3,5)P2 (phosphatidylinositol 3,5-bisphosphate) je součástí komunikační kaskády, která rozeznává změny vně buňky a na jejich základě navozuje reakci uvnitř buňky.
Tým vedený Weismanovou našel u myší, kterým chybí gen VAC14 (gen jež má palec na regulátoru hladiny našeho fosfolipidu), že tyto myši trpí problémy, které jsou typické pro  neurodegenerativní choroby. Navíc, že tyto poruchy jsou stejné, jako mají myší mutanti se změněným FIG4 genem.

Zvětšit obrázek

A takto vypadá mozek mutantní myši při menším zvětšení (1000x). Stejný obrázek mozku posetý nesčetnými dírami po odumřelých neuronech je charakteristický také pro BSE krav, Creutzfeldt-Jakobovu nemoc u lidí,... (Kredit: University of Michigan)

V obou případech, ať už měly myši pochroumaný gen VAC 14, nebo gen FIG4, byl následek vždy stejný - poloviční hladina fosfolipidu PI(3,5)P2. Nyní se pokusme hrozný zápis genetiků, kteří už nevědí jak by své molekuly a geny nazvali, převést do srozumitelnější mluvy: Jedná se tu o důkaz toho, že ačkoli je pokles hladiny fosfolipidu v neuronech způsobený kterýmkoliv z genů, výsledek je vždy stejný – jsou jím myší dementi.
Objevený fosfolipid je pro mozek a intelekt něčím moc důležitým.     

Kromě těchto nálezů, že buněčná těla myších neuronů se bez dostatku fosfolipidu mění na prázdná místa a mozek nabývá houbovité struktury s nespočtem děr, tu jsou i další podobnosti s chorobami, které nazýváme neurodegenerativními. Jiný poznatek, rovněž z letošního roku, zase svědčí o tom, že porucha myšího genu FIG4 má shodné projevy třesu končetin, jako porucha obdobného genu u člověka.

Buňky, s porouchaným genem pro fosfolipid, se začnou vyplňovat vakuolami. Nejhorší na tom zřejmě je to, že tyto vakuoly nemá rád imunitní systém. Nelíbí se mu v nich jeden z proteinů (LAMP-2). Nemůžeme se proto divit, že v mozcích nemocných Alzheimerem a jemu podobnými nemocemi, zjišťujeme rozsáhlé zánětlivé procesy.
Tím se také vysvětluje proč mutace genu FIG4, který je na lidském šestém chromosomu (v pozici 6q21), vede u nepříbuzných jedinců ke stejným motorickým problémům a  svalovému  třesu.

Vše to tak nějak začíná zapadat do scénáře nového pohledu na neurodegenerativní choroby. Optimisté již začínají spekulovat na téma, zda by nešlo nějak doplňovat nízkou hladinu fosfolipidu, který stojí na samém počátku pozorovaných problémů. V každém případě tu máme zcela nový pohled na procesy spojované se spongiformními encefalopatiemi. Zcela odlišný od toho, co jsme vám minulý týden předkládali v článku „Vědci oprášili zavrženou teorii o vzniku BSE“    

Pramen:  University of Michigan