Nový přístup k rané diagnostice Parkinsonovy choroby
Parkinsonova choroba je obvykle diagnostikována až ve chvíli, kdy se její symptomy stanou zjevnými. V té době již v mozku pacienta probíhaly změny po mnoho let. Biologické procesy, které tyto rané, postupné a často nerozpoznatelné změny provázejí, představují jednu z největších mezer ve výzkumu Parkinsonovy choroby.
Tuto mezeru se nyní snaží zúžit tři organizace: Nautilus Biotechnology, Weill Cornell Medicine–Qatar (WCM-Q) a The Michael J Fox Foundation for Parkinson’s Research (MJFF). Tato uskupení oznámila novou výzkumnou spolupráci, podpořenou grantem ve výši 1,6 milionu dolarů od MJFF. Jejím cílem je studovat alfa-synuklein, protein dlouhodobě spojovaný s Parkinsonovou chorobou, za použití proteomiky na úrovni jednotlivých molekul.
Ambice projektu spočívá v tom, že se zaměří nejen na studium alfa-synukleinu obecně, ale také na pochopení jeho rozmanitých forem a významu těchto rozdílů pro počátek, progresi a individuální variabilitu průběhu Parkinsonovy choroby. Alfa-synuklein je často označován jako protein spojený s Parkinsonovou chorobou. Tato zjednodušená charakteristika však opomíjí jeho komplexnost. Ve skutečnosti se alfa-synuklein chová spíše jako rodina úzce souvisejících struktur než jako jediný objekt.
Proteiny mohou být po svém vzniku modifikovány – mohou být zkráceny, označeny nebo chemicky změněny. Tyto varianty, označované jako proteoformy, se mohou v mozku chovat odlišně. Některé mohou být relativně neškodné, zatímco jiné mohou být toxičtější, náchylnější ke shlukování nebo těsněji spojené s progresí onemocnění. Většina tradičních nástrojů pro studium proteinů tyto rozdíly nerozlišuje a jejich signály směšuje dohromady.
Nová spolupráce má za cíl vyvinout test na úrovni jednotlivých molekul, který dokáže detekovat a měřit mnoho proteoforem alfa-synukleinu současně. Namísto průměrování signálů napříč miliony molekul by tento test zkoumal každou molekulu zvlášť. Nautilus vyvíjí proteomickou platformu, která je postavena na této myšlence individuálního rozlišení. Její metoda Iterative Mapping umožňuje výzkumníkům opakovaně zkoumat stejnou molekulu proteinu a postupně tak vytvářet detailní profil jejích vlastností.
Potenciál pro neurodegenerativní výzkum
Pro výzkum Parkinsonovy choroby by tento přístup mohl otevřít nové cesty k ranější detekci onemocnění, rozlišení jeho podtypů a sledování biologických změn v průběhu času. Také vytváří předpoklady pro vývoj lepších biomarkerů, tedy měřitelných signálů, které pomáhají výzkumníkům zjistit, zda terapie funguje, a to ještě předtím, než se změní klinické symptomy.
Dr. Parag Mallick, spoluzakladatel a hlavní vědec společnosti Nautilus, uvedl, že tato spolupráce je dalším indikátorem citlivosti, dynamického rozsahu, reprodukovatelnosti a versatility, kterou jejich proteomická technologie přináší do neurodegenerativního výzkumu a dalších oblastí.
Biologickou stránku spolupráce vede laboratoř Dr. Hilala A. Lashuela, profesora neurověd na WCM-Q a dlouholeté autority v oblasti alfa-synukleinu. Jeho skupina strávila desítky let studiem modifikací tohoto proteinu a vývojem přesných proteinových standardů a protilátek, které rozpoznávají specifické změny. Předpokládá se, že tyto nástroje ve spojení s platformou Nautilus vytvoří základ nového testu. Dr. Lashuel podotkl, že dešifrování proteoforem alfa-synukleinu na single-molekulární úrovni slibuje obrovský pokrok v diagnostice a terapii Parkinsonovy choroby.
Role The Michael J Fox Foundation je jak finanční, tak strategická. Nadace dlouhodobě zdůrazňuje rozvoj biomarkerů jako cestu k urychlení klinického výzkumu. Podle tohoto pohledu vedou lepší měření k možnosti realizace efektivnějších klinických studií. Dr. Shalini Padmanabhan, senior viceprezidentka pro výzkum a translační medicínu v MJFF, uvedla, že investováním do inovativních přístupů ke studiu proteinů, jako je alfa-synuklein, usilují o posílení základů pro budoucí výzkum biomarkerů a terapií.
Pro Nautilus navazuje tato spolupráce v oblasti Parkinsonovy choroby na nedávnou práci na Alzheimerově chorobě. Společnost nedávno spustila test na proteoformy tau proteinu s raným přístupem, který umožňuje výzkumníkům studovat další klíčový neurodegenerativní protein s přesností na úrovni jednotlivých molekul.
Projekty týkající se tau proteinu a alfa-synukleinu společně poukazují na širší strategii. Neurodegenerativní onemocnění se mohou lišit symptomy, avšak mnohá sdílejí společné téma: proteiny, které mění tvar, akumulují poškození a začnou se chovat nestandardně s postupujícím věkem. Stárnutí není pouze o plynutí času, ale o nesčetných malých molekulárních změnách, které se sčítají. Proteomika, zejména s rozlišením na úrovni jednotlivých molekul, nabízí způsob, jak tyto změny přímo pozorovat.
Cesta od vývoje testu k jeho klinickému dopadu je stále dlouhá. Nicméně nástroje, které činí biologii srozumitelnější, mívají rozsáhlý dopad, ovlivňují vše od objevování léků až po uvažování o časné intervenci. V tomto smyslu je rozšíření působnosti společnosti Nautilus do oblasti Parkinsonovy choroby méně o jedné konkrétní nemoci a více o rostoucí důvěře v longevity science, tedy ve vědu o dlouhověkosti, a v přesvědčení, že porozumění stárnutí na jeho nejdetailnější úrovni může být klíčem k prodloužení délky života.