Болест на Гоше и Сфинкс
Сфингозинът, съединение, мистериозно като сфинкса, играе ключова роля в метаболитното разстройство на болестта на Гоше. Учените от изследователския център на Цезар в Бон са разбили някои от сложните регулаторни механизми на болестта. Тези открития са публикувани в "Journal of Biological Chemistry" (JBC) и могат да допринесат за разработването на ефективни терапии в бъдеще.
Болестта на Гоше е генетично нарушение на липидния метаболизъм. Има много различни форми на заболяването: някои пациенти страдат от сериозни неврологични разстройства и често умират в детска възраст. Други пациенти са засегнати предимно от разширяване на органите, особено черния дроб и далака. Симптомите могат да бъдат облекчени с помощта на лекарства. Днес е известно, че мутацията в определена генна последователност, така наречената GBA1, е отговорна за заболяването. Озадачаващо е обаче защо една и съща мутация причинява толкова различни симптоми и клинични картини.
Учени от изследователската група „Молекулярна физиология“ под ръководството на д-р. Дагмар Вахтен разгледа по-отблизо метаболитните процеси. Генната последователност GBA1 е отговорна за производството на ензима GBA1, който играе важна роля за разграждането на сложни мастно-захарни съединения. Такива мастно-захарни съединения, известни още като гликосфинголипиди, са градивни елементи на клетъчните мембрани. В клетката старите мембранни компоненти непрекъснато се разграждат и заместват с нови. Това разграждане се извършва от лизозомите, клетъчните органели, които изпълняват задачите на инсталация за рециклиране на отпадъци в човешки и животински клетки. Ензимът GBA1 става активен в лизозомите и разделя гликосфинголипидите на по-малки фрагменти.
Ензимът GBA1 не работи правилно при хора с болест на Гоше. В резултат на това лизозомите набъбват и в крайна сметка преливат като кофа за боклук: мастно-захарните съединения се изхвърчат от лизозомите и плуват около клетката. Сега влиза в сила първият авариен план: ензимът GBA2 поема и разделя мастно-захарните съединения извън лизозомите. По време на този процес на разпадане, наред с други неща, се произвежда сфингозин. Сфингозинът е открит преди повече от сто години от немски изследовател, който назовава загадъчното вещество въз основа на египетски сфинкс. За съжаление, сфингозинът е токсичен за клетките. За да се предотврати отравяне на клетките, втори план за спешни случаи регулира активността на ензима GBA2.
За да изяснят този регулаторен механизъм на клетката и да направят активността на ензима GBA2 измерима, учените използваха трик. Захарно-мастното съединение, което трябва да се разгради, е заменено с аналогично съединение, чието разграждане води до флуоресцентен продукт. Измерването на флуоресценция прави активността на ензима видима. По този начин изследователите установяват, че активността на ензима GBA2 се забавя от сфингозин. Експериментите с живи организми и в епруветката винаги дават едни и същи резултати: колкото по-висока е концентрацията на сфингозин в клетката, толкова по-малко активен е GBA2. Изследователите също така разбраха какъв механизъм стои зад това. Сфингозинът се свързва с GBA2 и по този начин намалява активността на ензима. Този ефект е обратим - веднага щом концентрацията на сфингозин намалее, ензимът GBA2 се връща в старата си форма.
Регулиращите механизми, дешифрирани от учените от Цезар, биха могли в бъдеще да помогнат за разработването на ефективни терапии за пациенти с болест на Гоше. Все още има въпроси без отговор: Защо едни и същи генетични дефекти и биохимични находки причиняват толкова различни клинични картини? Какво влияние оказва ензимът GBA2 върху растежа и функцията на нервните клетки? Има ли връзка между активността на GBA2 и неврологичните разстройства, които могат да бъдат свързани с болестта на Гоше? Има ли начин да се намесим в разграждането на мастно-захарните съединения в клетката по такъв начин, че токсичните разпадни продукти като сфингозин да не навредят? Сфингозинът, това вещество, наподобяващо сфинкс, продължава да бъде загадка.
Повече информация:
Критерии на това съобщение за пресата:
Журналисти, учени и учени
Биология, медицина
трансрегионален, национален
Резултати от научни изследвания, научни публикации
Немски