Penttinen, Anna-Maija
(Helsingin yliopisto, 2017)
Parkinsonin tauti on etenevä hermorappeumasairaus, jossa substantia nigran dopamiinia tuottavat hermosolut tuhoutuvat. Parkinsonin taudin ensimmäiset oireet ovat nonmotorisia, kuten hajuaistin tai suoliston toimintahäiriöitä, joita seuraavat motoriset oireet, kuten lepovapina ja raajojen jäykkyys. Tällä hetkellä tarjolla olevat hoitomuodot, lääkehoito, kirurginen toimenpide ja fysioterapia, ainoastaan lievittävät Parkinsonin taudin oireita, mutta ne eivät pysäytä tai hidasta oireiden syynä olevaa hermosolujen tuhoutumista. Uusi terapia, joka palauttaisi rappeutuvien hermosolujen dopaminergisen fenotyypin ja siten hidastaisi tai jopa pysäyttäisi taudin etenemisen, mullistaisi Parkinsonin taudin hoidon.
Hermokasvutekijät ovat elimistön omia proteiineja, jotka säätelevät hermosolujen eloonjäämistä, uusien kontaktien muodostamista ja hermosolujen toimintaa. Hermokasvutekijät ovat osoittautuneet potentiaalisiksi uusiksi lääkemolekyyleiksi Parkinsonin taudin eläinmalleissa, mutta positiiviset tulokset eivät ole toistuneet kliinisissä kokeissa. Yhtenä syynä tähän on pidetty proteiinien heikkoa leviämistä kohdekudoksessa. Tämän tutkimuksen tarkoituksena oli tutkia kahden hermokasvutekijän, gliasolulinjaperäisen hermokasvutekijän GDNF:n (engl. glial cell line-derived neurotrophic factor) ja sen sukulaisproteiinin neurturiinin (NRTN) eri muotojen kykyä suojata keskiaivojen dopamiinia tuottavia hermosoluja Parkinsonin taudin kokeellisessa eläinmallissa sekä karakterisoida matalalla 6-hydroksidopamiini(6-OHDA)annoksella indusoitu Parkinsonin taudin eläinmalli.
Eläinmallissa nigrostriataalisen hermoradan osittainen tuhoutuminen aiheutettiin annostelemalla hermovälittäjäaine dopamiinin myrkyllistä analogia, 6-OHDA:a, striatumiin, jossa dopamiinia tuottavien hermosolujen hermopäätteet sijaitsevat. Vertailemalla erilaisia injektioasetuksia löysimme tavan, jolla annosteltuna hermosolujen tuho oli pysyvä ja toistettava. Matalilla 6-OHDA annoksilla (6-9 µg) aiheutettu solutuho osoittautui yhtä suureksi kuin suurilla annoksilla (20 µg) aiheutettu solutuho. Pienten 6-OHDA-annosten aiheuttaman solutuhon on kuitenkin osoitettu olevan spesifisempi kuin suurten 6-OHDA-annosten aiheuttama solutuho. Toistettava eläinmalli vähentää kokeissa käytettävien eläinten lukumäärää ja lisää tulosten luotettavuutta.
NRTN:n leviämistä kudoksessa parannettiin muokkaamalla jaksoa, jolla neurturiini sitoutuu soluväliaineeseen. Uudet neurturiinivariantit ovat biologisesti aktiivisia ja voivat aloittaa signaalivälityksen. 6-OHDA-eläinmallissa aivoihin annosteltu NRTN-variantti N4 suojasi substantia nigran dopamiinia tuottavia hermosoluja ja niiden hermopäätteitä striatumissa sekä kohensi eläinten motorista toimintakykyä. Myös myöhemmin annosteltuna N4 osoitti potentiaalia palauttaa eläinten motorinen toimintakyky. GDNF sen sijaan annosteltiin aivoihin virusvektorin avulla, mahdollistaen terapeuttisen proteiinin pitkäkestoisen tuotannon kohdekudoksessa. GDNF on laajalti tutkittu proteiini, mutta tutkimus on keskittynyt vain täyspitkään ja jatkuvasti soluista erittyvään α-muotoon ja lyhyempi, aktiivisuusriippuvaisesti soluista erittyvä β-muoto on vaikutuksiltaan tuntemattomampi. Ehjään striatumiin annosteltuna kumpikin muoto lisäsi dopamiinikuljettajaimmunoreaktiivisuutta striatumissa. Lisäksi kumpikin muoto suojasi keskiaivojen dopamiinia tuottavia hermosoluja 6-OHDA:n aiheuttamalta tuhoutumiselta.
Tulokset osoittavat uusien ja vähemmän tutkittujen hermokasvutekijämuotojen hidastavan keskiaivojen dopamiinia tuottavien hermosolujen tuhoutumista. Toisin sanoen, sekä neurturiinivarianti N4 että β-GDNF ovat potentiaalisia terapeuttisia proteiineja Parkinsonin taudin hoitoon.