DNK ljepilo za liječenje bolesti povezanih sa starenjem

Australski znanstvenici sa Sveučilišta Macquarie otkrili su da prirodno prisutan protein u ljudskim stanicama ima snažnu ulogu u popravljanju oštećene DNK, molekule koja nosi genetske upute za izgradnju i održavanje živih bića.

Ovo otkriće, objavljeno u časopisu Ageing Cell, moglo bi biti ključ za razvoj terapija za teške bolesti povezane sa starenjem, poput amiotrofične lateralne skleroze (ALS/MND), Alzheimerove bolesti i Parkinsonove bolesti.

Istraživanje koje je vodio neurobiolog dr. Sina Shadfar u Centru za istraživanje motoričkih neurona pokazuje da protein nazvan protein disulfid izomeraza (PDI) pomaže u popravku ozbiljnih oštećenja DNK. Ovo otkriće otvara nove mogućnosti za terapije usmjerene na jačanje sposobnosti tijela da popravlja vlastitu DNK, proces koji s godinama postaje sve manje učinkovit.

Nakupljanje oštećenja DNK danas se široko smatra jednim od glavnih uzroka starenja i razvoja bolesti povezanih sa starenjem, osobito onih koje pogađaju mozak.

PDI se obično nalazi u citoplazmi, vanjskom dijelu stanice, gdje pomaže proteinima da se pravilno saviju. No tim dr. Shadfara otkrio je da se PDI može premjestiti u jezgru stanice, njezino kontrolno središte, i ondje odigrati ključnu ulogu u popravku dvostrukih prijeloma DNK, jednog od najopasnijih tipova oštećenja DNK.

„Ne želimo samo usporiti ove bolesti. Uz nastavak istraživanja i inovacija, doista vjerujemo da ih možemo pobijediti“, kaže dr. Shadfar. „Po prvi puta pokazali smo da djeluje poput ljepila ili katalizatora, pomažući u popravku slomljene DNK i u stanicama koje se dijele i onima koje se ne dijele.“

Tim je to demonstrirao izazivanjem oštećenja DNK u ljudskim stanicama raka i stanicama mozga miševa u laboratoriju. Kada je PDI uklonjen, stanice su se teško popravljale. Kada je ponovno dodan, popravak DNK se poboljšao. Testirali su i na živim ribama zebricama i otkrili da povećanje proizvodnje PDI-ja pomaže u zaštiti od oštećenja DNK povezanih sa starenjem.

Ova dvostruka uloga PDI-ja također bi mogla otvoriti nove mogućnosti da kemoterapija postane učinkovitija, isključivanjem zaštitne funkcije PDI-ja u stanicama raka, dok bi se ona pojačavala u stanicama mozga gdje je popravak DNK najpotrebniji. No zbog te dvosmislenosti, svaka terapija koja utječe na PDI mora biti precizno usmjerena, da pomaže pravim stanicama, a ne da jača pogrešne.

Dr. Shadfar koristi nove, vrlo specifične metode dostave gena kako bi osigurao da terapija stigne do moždanih stanica gdje je najpotrebnija, uz minimalne nuspojave u ostatku tijela.

Iako se poboljšanje popravka DNK već dugo smatra obećavajućim pristupom za liječenje starenjem uzrokovanih stanja, nijedna genska terapija još nije stigla u kliničku praksu. Dr. Shadfar i njegov tim rade na tome da to promijene.

„Koristimo pristupe genske terapije, uključujući onu temeljenu na mRNA, istoj tehnologiji korištenoj u cjepivima protiv COVID-19, za ciljanje mehanizama starenja koji se preklapaju s onima prisutnima u ALS-u.

Ovaj rad ima potencijal transformirati način na koji pristupamo neurodegenerativnim bolestima, a naš krajnji cilj je spriječiti ili zaustaviti napredovanje ovih razarajućih stanja” kaže dr. Shadfar.