Μελέτη της επίδρασης των πρωτεϊνών με αμυλοειδή χαρακτηριστικά στην παθογένεια και εξέλιξη των νευροεκφυλιστικών νόσων
Authors: Καραμπέτσου Αδαμαντία 
Published: September 2021

Η α-συνουκλεΐνη είναι μια μικρή πρωτεΐνη που απαντάται κυρίως στις νευρικές απολήξεις. Βιοχημικές και γενετικές μελέτες έχουν συνδέσει το ρόλο της με την παθολογία της νόσου του Πάρκινσον. Η α-συνουκλεΐνη συσσωρεύεται και εναποτίθεται επιλεκτικά σε πρωτεϊνικά έγκλειστα, σωμάτια και νευρίτες Lewy, που αποτελούν το κύριο παθολογικό χαρακτηριστικό εύρημα στους ασθενείς με νόσο του Πάρκινσον καθώς και σε άλλες συνουκλεϊνοπάθειες. Η παρουσία αδιάλυτων πρωτεϊνικών εγκλείστων α-συνουκλεΐνης στα σωμάτια Lewy, θεωρείται το αποτέλεσμα μια διαδικασίας σταδιακής μετατροπής της μονομερούς α-συνουκλεΐνης σε αρχικά διμερείς και εν συνεχεία ινώδεις αδιάλυτες μορφές. Ένας αυξανόμενος αριθμός μελετών έχει εστιάσει στην έκκριση και τη διακυτταρική μεταφορά των ινιδίων της α-συνουκλεΐνης, ως πιθανούς μηχανισμούς επαγωγής και διάδοσης της παθολογίας. Ο μηχανισμός που οδηγεί στην προοδευτική συσσώρευση της α-συνουκλεΐνης και το σχηματισμό των αμυλοειδών ινιδίων in vivο, παραμένει αδιευκρίνιστος. Μελέτες έχουν δείξει ότι οι μετα-μεταφραστικές τροποποιήσεις της α-συνουκλεΐνης και κυρίως η φωσφορυλίωση στη θέση Ser129 παίζουν καθοριστικό ρόλο, επηρεάζοντας τη διαλυτότητα και τον ολιγομερισμό της σε αδιάλυτα συσσωματώματα. Η φωσφορυλίωση της α-συνουκλεΐνης στη θέση S129 αποτελεί την πιο κοινή μετά-μεταφραστική τροποποίηση. Υπολογίζεται ότι το 90% της συνουκλεΐνης, που συσσωρεύεται στα σωμάτια Lewy από ασθενείς με νόσο του Πάρκινσον, είναι φωσφορυλιωμένη στο συγκεκριμένο κατάλοιπο. Παραμένει παρόλα αυτά άγνωστο εάν η παρουσία φωσφορυλιωμένων μορφών έχει κάποιο αιτιολογικό ρόλο στη δημιουργία των εγκλείστων ή πρόκειται για μία δευτερεύουσα επακόλουθη τροποποίηση, καθώς επίσης και ο ρόλος της φωσφορυλίωσης της α-συνουκλεΐνης στην επαγωγή τοξικότητας.Για να μελετηθεί ο ρόλος της φωσφορυλίωσης στην δημιουργία και μετάδοση της παθολογίας in vivo, μύες αγρίου τύπου ενέθηκαν στερεοτακτικά στο ραβδωτό σώμα με τρία διακριτά παρασκευάσματα ανασυνδυασμένων ινιδίων α-συνουκλεΐνης: α) αγρίου τύπου (wt) β) μόνιμα φωσφορυλιωμένα στη θέση Ser129 και γ) ινίδια που φέρουν τη σημειακή μετάλλαξη S129A, με αποτέλεσμα να καταργείται η θέση φωσφορυλίωσης. Τα αποτελέσματα της μελέτης δείχνουν ότι η έγχυση των τριών τύπων ανασυνδυασμένων ινιδίων α-συνουκλεΐνης σε μύες αγρίου τύπου, έχει ως αποτέλεσμα το σχηματισμό πρωτεϊνικών εγκλείστων κυρίως στα σώματα των ντοπαμινεργικών νευρώνων της μέλαινας ουσίας και το φλοιό, σε δομές που προσομοιάζουν τα σωμάτια Lewy. Τα πρωτεϊνικά έγκλειστα είναι πλούσια σε φωσφορυλιωμένη α-συνουκλεΐνη, που θεωρείται παθολογική και προκύπτουν ως αποτέλεσμα συσσωμάτωσης της ενδογενούς α-συνουκλεΐνης σε συμπαγείς ινιδιακές δομές, που παραμένουν αδιάλυτες ακόμα και μετά από εκτενή κατεργασία με πρωτεϊνάση Κ. Η έκφραση της ενδογενούς πρωτεΐνης αποτελεί αναγκαία προϋπόθεση για τη διαμόρφωση των παθολογικών εγκλείστων, καθώς αντίστοιχες εγχύσεις σε μύες που στερούνται έκφρασης της ενδογενούς α-συνουκλεΐνης έχουν σαν αποτέλεσμα την πλήρη απουσία παθολογίας. Τα φωσφορυλιωμένα ινίδια επάγουν συνολικά πιο έντονη παθολογία εγκλείστων α-συνουκλεΐνης, που επηρεάζουν σημαντικά τη βιωσιμότητα των ντοπαμινεργικών νευρώνων της μέλαινας ουσίας. Ως συνέπεια, τα επίπεδα της ντοπαμίνης στο ραβδωτό σώμα μειώνονται δραστικά επηρεάζοντας τη λεπτή κινητικότητα των μυών. Το διαφορετικό πρότυπο ανοσοαπόκρισης στην αρχική έγχυση των τριών τύπων ινιδίων, συμβάλει καθοριστικά στην εξέλιξη της παθολογίας. Τα φωσφορυλιωμένα ινίδια επάγουν σημαντικά μειωμένη στρατολόγηση μακροφάγων CD45υψηλόCD11b+από την περιφέρεια και εμφανίζουν μειωμένη παραγωγή και έκκριση της αντι-φλεγμονώδους κυτταροκίνης IL-10. Παράλληλα, τα επίπεδα της προ-φλεγμονώδους κυτταροκίνης TNF-α, παραμένουν αυξημένα στους μύες που ενίονται με τα φωσφορυλιωμένα ινίδια. Σε συμφωνία με τα in vivo αποτελέσματα, πρωτογενείς φλοιικοί νευρώνες που επωάζονται με τα φωσφορυλιωμένα ινίδια εμφανίζουν αυξημένη ικανότητα πρόσληψης και κατά συνέπεια, αυξημένη συσσώρευση της ενδογενούς πρωτεΐνης σε παθολογικές μορφές, συγκριτικά με τους δύο άλλους τύπους ινιδίων.Συμπερασματικά, τα αποτελέσματα της παρούσας μελέτης δείχνουν ότι η φωσφορυλίωση της α-συνουκλεΐνης στη θέση S129 δρα "συνεργιστικά", ενισχύοντας την τάση των αμυλοεϊδών μορφών να επάγουν τη δημιουργία παθολογικών εγκλείστων και επιταχύνοντας τη διακυτταρική μεταφορά.