Celowanie w stres oksydacyjny w chorobie Huntingtona
Uszkodzenia komórek spowodowane stresem oksydacyjnym są częścią HD – czy nowy ukierunkowany lek może pomóc zmniejszyć ten problem?
Niektórzy badacze choroby Huntingtona uważają, że leki chroniące przed 'uszkodzeniami oksydacyjnymi’ mogłyby pomóc pacjentom z HD. Istniejące leki wiążą się z pewnymi problemami, dlatego zespół naukowców przetestował nowy lek na mysim modelu HD, uzyskując zachęcające wstępne wyniki.
Mitochondria i stres oksydacyjny
Wszystkie komórki w organizmie potrzebują energii do funkcjonowania. Spożywamy żywność zawierającą energię, a nasze organizmy muszą przekształcić te spożyte substancje chemiczne w energię możliwą do wykorzystania. Ten proces spożywania pokarmu i wytwarzania z niego energii znany jest jako 'metabolizm’.
Komórki zwierząt mają interesujący sposób wytwarzania większości energii potrzebnej do funkcjonowania. Maleńkie struktury zwane mitochondriami, które są jak miniaturowe komórki wewnątrz naszych komórek, wytwarzają zdecydowaną większość energii używanej przez każdą komórkę – przetwarzając tłuszcze i cukry i wydzielając użyteczną energię.
Ale nie ma nic za darmo. Jako produkt uboczny przekształcania substancji chemicznych w użyteczną energię, mitochondria wytwarzają również strumień szkodliwych, wysoce reaktywnych cząsteczek. Te cząsteczki nazywane są reaktywnymi formami tlenu, lub w skrócie ROS, ponieważ składają się z różnych typów tlenu i są wysoce reaktywne.
Wszyscy znamy niszczycielską moc cząsteczek tlenu w postaci rdzy. Rdza jest produktem reaktywnego tlenu i żelaza i może zniszczyć nawet potężne maszyny.
Wieloletnie dowody sugerują, że nadmierne uszkodzenia oksydacyjne występują w komórkach i tkankach pacjentów z chorobą Huntingtona. To zasugerowało niektórym naukowcom, że zmniejszenie uszkodzeń oksydacyjnych za pomocą substancji chemicznych zwanych antyoksydantami może być pomocne w HD.
Problemy z istniejącymi antyoksydantami
W rzeczywistości wielu pacjentów z chorobą Huntingtona już uczestniczy w badaniach klinicznych cząsteczek mających chronić przed stresem oksydacyjnym. Uważa się, że suplement diety zwany 'koenzymem Q10′ działa częściowo jako cząsteczka antyoksydacyjna.
Wielu pacjentów z HD przyjmowało koenzym Q10 jako suplement, zarówno w ramach badań klinicznych, jak i poza nimi. Badanie CARE-HD, które trwało od 1997 do 2000 roku, badało efekty koenzymu Q10, ale nie wykazało, że był korzystny. Badanie 2CARE, obecnie trwające, bada koenzym Q10 w największym w historii badaniu HD – obejmującym ponad 600 uczestników obserwowanych przez 5 lat.
Wśród naukowców istnieją pewne kontrowersje co do tego, ile koenzymu Q10 dociera do mózgu, gdy jest przyjmowany w formie tabletki. Mózg jest chroniony przez szczelną warstwę zwaną 'barierą krew-mózg’, która blokuje wiele leków przed wniknięciem do mózgu, potencjalnie w tym koenzym Q10. Przyjmowanie większych dawek jest jedną z opcji, ale może to zwiększyć ryzyko niepożądanych skutków ubocznych.
’Projektowane’ antyoksydanty
Ponieważ koenzym Q10 i inne podobne leki mają trudności z dotarciem tam, gdzie są potrzebne, naukowcy pracują nad opracowaniem ich nowych i ulepszonych wersji. W 2005 roku grupa Valeriana Kagana z Uniwersytetu w Pittsburghu opisała nowe i ulepszone cząsteczki przeciwutleniające. Szczególną cechą tych leków jest to, że zawierają one chemiczny sygnał, który mówi komórce: „Zabierz mnie do mitochondriów!”.
Gdy te leki dostają się do komórek, są natychmiast kierowane bezpośrednio do mitochondriów dzięki tej etykiecie. Obecność leku tam jest korzystna, ponieważ mitochondria wytwarzają większość reaktywnych form tlenu w komórce – to jak budowanie straży pożarnej obok fabryki fajerwerków!
XJB-5-131 u myszy
Grupa badawcza Cynthii McMurray z Lawrence Berkeley National Laboratory postanowiła przetestować jeden z tych nowych antyoksydantów – zwany XJB-5-131 – w mysim modelu choroby Huntingtona. Uzasadnili, że ten lek może pomóc komórkom radzić sobie ze zwiększonymi uszkodzeniami oksydacyjnymi występującymi w HD.
Po pierwszym przetestowaniu leku w izolowanych komórkach mózgowych, myszy otrzymywały zastrzyki XJB-5-131 trzy razy w tygodniu przez ponad rok, żeby zbadać wpływ leku na objawy przypominające ludzkie HD.
Podobnie jak ludzie z chorobą Huntingtona, myszy używane w tym badaniu tracą na wadze i mają problemy z koordynacją. Oba te objawy były uderzająco poprawione u myszy otrzymujących zastrzyki XJB-5-131. Myszy z HD i ludzie również gromadzą uszkodzenia DNA, częściowo dzięki stresowi oksydacyjnemu. Podawanie myszom XJB-5-131 zmniejszyło te uszkodzenia DNA.
Biorąc pod uwagę te korzystne wyniki, zespół przeszedł do bezpośredniego badania wpływu XJB-5-131 na mitochondria wyizolowane z mózgów myszy. Odkryli, że XJB-5-131 miał szereg korzystnych efektów na te małe elektrownie i zaproponowali, że to dlatego lek wydawał się tak korzystny, gdy podawano go myszom z HD.
Przyszłe kierunki i zastrzeżenia
Te pozytywne odkrycia u myszy dostarczają wstępnych dowodów, że XJB-5-131 może być wart zbadania u ludzi z HD. Ale, jak zawsze, istnieją pewne przeszkody i zastrzeżenia, które warto zrozumieć.
W tym badaniu XJB-5-131 był wstrzykiwany myszom, a nie podawany w pokarmie lub wodzie. Biorąc pod uwagę, że ten lek musi być używany przez wiele lat, regularne zastrzyki prawdopodobnie nie są wykonalne. Czy tabletka byłaby odpowiednim sposobem wprowadzenia tego konkretnego leku do krwiobiegu?
Jak powiedzieliśmy, jednym z problemów z lekami antyoksydacyjnymi jest to, że nie jest jasne, ile z nich przechodzi z krwiobiegu do mózgu. Z pewnością nie jest jasne, ile XJB-5-131 dociera do mózgu. To będzie ważna rzecz do ustalenia za pomocą myszy, zanim pomyślimy o używaniu tego leku, lub podobnych, u ludzi.
Wreszcie, naukowcy są uczeni, żeby zawsze kwestionować swoje założenia. Łatwo myśleć o stresie oksydacyjnym jako o czymś złym, co czyni antyoksydanty dobrymi. Ale nauczyliśmy się ważnych rzeczy o stresie oksydacyjnym, włączając ideę, że czasami może być czymś dobrym.
Na przykład badacze niedawno odkryli, że stres oksydacyjny w komórkach mięśniowych może faktycznie pomagać włączać wiele pozytywnych zmian, które występują po ćwiczeniach. W rzeczywistości przyjmowanie witamin antyoksydacyjnych blokowało korzystne efekty ćwiczeń w tkance mięśniowej ludzkich ochotników! Jak zawsze, biologia ma sposoby na zaskakiwanie nas swoją złożonością.
Więc, chociaż to badanie XJB-5-131 pokazuje bardzo przekonujące korzyści dla myszy z HD, myszy to nie pacjenci, i wiele pracy pozostaje, zanim będziemy mogli na pewno wiedzieć, jak lek był korzystny, i przełożyć te odkrycia na ludzi.
Dowiedz się więcej
Źródła i odnośniki
Więcej informacji o naszej polityce ujawniania informacji znajdziesz w naszym FAQ…
