Choroba Parkinsona, zaburzenie mózgu, które dotyka ponad 10 milionów ludzi na całym świecie, jest spowodowana stopniową utratą neuronów dopaminowych. Utrata tych neuronów prowadzi do mimowolnych drżeń, sztywności i problemów z równowagą. Istnieją leki, które leczą te objawy, ale nie ma leków, które spowolniłyby postęp choroby. Jednak znaleźliśmy białko mózgowe, które może być w stanie zapobiec utracie neuronów dopaminowych. Odkrycie to może być ważne dla rozwoju terapii.

Od wielu lat naukowcy badają wykorzystanie czynników neurotroficznych w celu spowolnienia postępu choroby Parkinsona. Białka te są normalnie obecne w mózgu i odgrywają ważną rolę w ochronie i pielęgnowaniu różnych typów neuronów, w tym neuronów dopaminergicznych, które są krytyczne dla kontroli ruchu.

W 1993 roku stwierdzono, że jeden czynnik neurotroficzny, zwany czynnikiem neurotroficznym pochodzącym z linii komórek glejowych (GDNF), chroni neurony dopaminergiczne w badaniach laboratoryjnych. Po szeroko zakrojonych badaniach laboratoryjnych, w których GDNF wykazywał wiele korzyści, rozpoczęto próby kliniczne na początku XXI wieku.

W tych badaniach GDNF podawano bezpośrednio do mózgów pacjentów z chorobą Parkinsona. Wczesne próby, w których niewielka liczba pacjentów była leczona GDNF, przyniosły obiecujące wyniki. Naukowcy stali się podekscytowani możliwościami wykorzystania czynników neurotroficznych w leczeniu choroby Parkinsona.

Ale aby udowodnić, że leczenie jest skuteczne, musi zostać przetestowane w badaniach klinicznych, w których pacjenci są losowo przydzielani do otrzymywania eksperymentalnego leku lub placebo. Przeprowadzono próbę kliniczną z GDNF, ale niestety wykazała ona, że leczenie mózgu za pomocą GDNF nie poprawiło znacząco objawów ruchowych u pacjentów z chorobą Parkinsona w porównaniu z pacjentami, którzy otrzymywali placebo.

Pomimo prób poprawy dostarczania GDNF do mózgu, badanie kliniczne GDNF z 2019 roku kontrolowane placebo nadal dawało rozczarowujące wyniki. Był to ogromny cios dla społeczności Parkinsona i doprowadził do tego, że badacze kwestionują potencjalne korzyści z czynników neurotroficznych.

 Ilustracja cząsteczki czynnika neurotroficznego pochodzącego z mózgu.
Cząsteczka czynnika neurotroficznego pochodzącego z mózgu (BDNF). StudioMolekuul/

Ale nasze badania znalazły obietnicę w innym czynniku neurotroficznym, zwanym GDF5. Ten czynnik neurotroficzny jest spokrewniony z GDNF, ale wywiera swój wpływ na neurony dopaminergiczne, działając w inny sposób. GDF5 odgrywa ważną rolę w prawidłowym rozwoju i funkcjonowaniu neuronów dopaminowych. Nasze badania laboratoryjne wykazały, że GDF5 ma działanie ochronne na te neurony, które jest równie silne jak działanie GDNF.

Nasze najnowsze badania, opublikowane w czasopiśmie Brain, wykazały, że GDF5 ma korzystne działanie w szczurzym modelu choroby Parkinsona, w którym GDNF okazał się wcześniej nieskuteczny. Ten szczególny model szczura pozwolił nam lepiej naśladować ludzką chorobę Parkinsona niż modele szczurów, które były używane we wcześniejszych badaniach nad GDNF – i które doprowadziły do zatwierdzenia prób klinicznych.

Do naszych badań, podawaliśmy nadmiar alfa-synukleiny (białka, które jak się uważa jest zaangażowane w chorobę Parkinsona) w mózgu, aby odtworzyć chorobę Parkinsona. Następnie dostarczyliśmy gen do produkcji ludzkiego białka GDF5 do mózgu. Sześć miesięcy później policzyliśmy liczbę neuronów dopaminowych w mózgu. Stwierdziliśmy, że około 40-50% neuronów dopaminowych obumarło w grupie nieleczonej, ale nie było to widoczne w grupie leczonej GDF5. Stwierdziliśmy również, że GDF5 zwiększył ilość dopaminy w mózgu. Naszym następnym krokiem jest zbadanie, na jakim etapie choroby najlepiej jest dostarczyć GDF5 do mózgu, aby spowolnić postęp choroby.

Jednym z powodów, które badacze przedstawili, aby wyjaśnić niepowodzenie prób klinicznych z GDNF, jest to, że białko zwane RET może zostać zniszczone w mózgu, gdy u osoby rozwija się choroba Parkinsona. RET jest potrzebne, aby GDNF mógł działać na neurony dopaminergiczne. Ale GDF5 działa poprzez inną ścieżkę – więc nie potrzebuje RET. Nasze badanie wykazało również, że składniki komórkowe potrzebne do GDF5 do działania na neurony dopaminowe nie są niszczone przez chorobę Parkinsona.

Najważniejsze ustalenia, które poczyniliśmy to takie, że GDF5 ma działanie ochronne na neurony dopaminowe w najlepiej poznanym modelu laboratoryjnym choroby Parkinsona oraz że składniki komórkowe potrzebne do działania GDF5 nie są niszczone przez chorobę Parkinsona. Są to bardzo obiecujące wyniki i oznaczają, że poszukiwania nowej terapii dla choroby Parkinsona skupiającej się na czynnikach neurotroficznych powinny być kontynuowane.