Para saintis menemui molekul khas yang membantu memerangi penyakit Alzheimer, Parkinson
Para penyelidik di Harvard Medical School telah menemui molekul yang membantu sel manusia menyingkirkan protein yang salah, cacat yang terlibat dalam penyakit Alzheimer dan penyakit neurodegeneratif lain.
Kajian ini dapat memberi implikasi yang luas untuk pengembangan ubat-ubatan untuk mengobati tidak hanya penyakit neurodegeneratif tetapi juga penyakit lain yang telah dikaitkan dengan pengumpulan protein buruk.
Sel secara berterusan membuat dan membuang protein, suatu proses yang bergantung pada keseimbangan berharga antara kelajuan protein baru diciptakan dan kadar di mana protein yang rosak dimusnahkan.
Pemusnahan protein adalah sebahagian dari sistem canggih ini dan protein ditandai sebagai sampah dengan diberi label dengan molekul kecil yang disebut ubiquitin.
Ubiquitin mengikat protein yang bertanda ini, selalunya membentuk rantai panjang. Kemudian sistem pembuangan sampah protein sel, proteasome, mengenali protein di mana-mana dan memecahkannya.
Sekiranya sistem ini diselaraskan dengan baik, protein yang rosak atau salah dilipat mula terkumpul di dalam sel dan boleh menjadi toksik. Sejumlah penyakit, termasuk Alzheimer, Parkinson dan Creutzfeldt – Jakob telah dikaitkan dengan penumpukan protein yang salah.
Pasukan penyelidik yang diketuai oleh penyelidik Harvard Medical School, Daniel Finley, profesor biologi sel, dan Randall King, profesor biologi sel, mahu lebih memahami apa yang menyebabkan sistem ini tidak berfungsi. Jadi mereka mengasah enzim yang disebut Usp14.
Semasa penyelidikan mereka, para saintis mendapati bahawa Usp14, ketika diaktifkan, memecah rantai ubiquitin. Ini melambatkan kemampuan proteasome untuk menyingkirkan sel protein buruk. Apabila ini berlaku, sel menghasilkan protein baru lebih cepat daripada menyingkirkan yang lama, yang menyebabkan penumpukan protein yang cacat.
Para penyelidik berusaha untuk melihat apakah mereka kemudian dapat mencari molekul yang menyekat Usp14 - perencat selektif - yang akan membolehkan proteosom melakukan tugasnya dengan bebas.
Untuk mencari perencat selektif ini, Byung-Hoon Lee, seorang penyelidik pasca doktoral, membuat proses penyaringan yang unik dengan bantuan dari Institut Kimia dan Kemudahan Pemeriksaan Sel Biologi-Longwood di HMS.
Lee menyaring 63.000 sebatian, mencari molekul yang hanya menghalang Usp14 dan dapat menyusup sel dengan mudah. Calon terkuat adalah molekul kecil yang mereka namakan IU1.
Penyelidik pasca doktoral lain, Min Jae Lee, dan rakan sekerjanya meletakkan IU1 untuk bekerja dalam budaya sel manusia dan tikus. Mereka mendapati bahawa IU1 menghambat Usp14 sementara juga membolehkan proteasome menyingkirkan protein buruk dengan lebih cepat. Jadi menambahkan IU1 ke sel sebenarnya meningkatkan aktiviti proteasome.
Walaupun saintis masih berusaha untuk mengetahui bagaimana IU1 berfungsi, nampaknya molekul itu menahan kemampuan Usp14 untuk memotong rantai ubiquitin.
Ketika para saintis mengetahui lebih lanjut mengenai hubungan antara protein yang cacat dan penyakit manusia, minat terhadap proteasome semakin meningkat. Walaupun banyak fokus adalah pada cara untuk melambatkan aktiviti proteasome, mungkin ada kelebihan unik untuk ubat yang meningkatkan aktiviti proteasome daripada menghalangnya, kata Finley.
"Jika anda mengambil sel yang biasa tumbuh dalam budaya dan membunuh aktiviti Usp14, sel akan terus berkembang," kata Finley. "Sekiranya anda membunuh aktiviti proteasomanya, ia akan mati."
Penyelidikan ini boleh memberi implikasi yang luas untuk pengembangan ubat-ubatan untuk mengobati tidak hanya penyakit neurodegeneratif, tetapi juga penyakit lain yang dikaitkan dengan pengumpulan protein yang salah dilipat, kata King.
Sumber: Sekolah Perubatan Harvard
