מחקר חדש מ-Johns Hopkins Medicine מראה כי האנזים biliverdin reductase A (BVRA) ממלא תפקיד מגן ישיר מפני עקה חמצונית בנוירונים, ללא תלות בתפקידו לייצר את הפיגמנט הצהוב בילירובין.
במחקר זה על עכברים מהונדסים גנטית, המדענים אומרים כי BVRA הגן על תאי המוח מפני מתח חמצוני, חוסר איזון בין חמצונים לנוגדי חמצון המגנים על התאים, על ידי אפנון חלבון מפתח נוסף, NRF2, המווסת את רמות החלבונים המגנים ונוגדי החמצון בתאים. סטרס חמצוני הוא סימן היכר של מחלות נוירודגנרטיביות, כולל מחלת אלצהיימר.
דו"ח המתאר את המחקר, במימון המכון הלאומי לבריאות, פורסם ב-30 בספטמבר ב- הליכים של האקדמיה הלאומית למדעים.
"המחקר שלנו מזהה את BVRA כשחקן מפתח בהגנה תאית עם השלכות עמוקות על הזדקנות, קוגניציה וניוון עצבי", אומר בינדו פול, MS, Ph.D., פרופסור חבר לפרמקולוגיה, פסיכיאטריה ומדעי המוח בבית הספר לרפואה של אוניברסיטת ג'ונס הופקינס, שהוביל את המחקר.
תפקיד זה של BVRA עשוי להיות ממוקד על ידי תרופות להאטת התפתחות של הפרעות ניווניות כמו מחלת אלצהיימר."
סולומון ה. סניידר, MD, סופר מתכתב, פרופסור מכובד למדעי המוח, פרמקולוגיה ופסיכיאטריה
המחקר החדש מתבסס על עבודות קודמות של ג'ונס הופקינס במימון NIH שפורסמו ב ביולוגיה כימית של התא שהצביע על כך שהבילירובין משמש כנוגד חמצון במוחם של עכברים. לאחרונה, בדו"ח שפורסם ב מַדָעהוכח שהפיגמנט מגן מפני ההשפעות הקשות ביותר של מלריה בעכברים.
במחקר האחרון, מדענים הנדסו לראשונה עכברים ללא גנים שמייצרים חלבונים BVRA ו-NRF2. עם זאת, אף אחד מהעכברים הללו לא שרד, מה שמעיד שיחד לחלבונים אלה עשויה להיות אינטראקציה חשובה.
לאחר מכן, בעכברים שהונדסו גנטית כך שחסרו רק BVRA, המדענים אומרים ש-NRF2 לא תפקד, וגני המטרה שלו יצרו פחות נוגדי חמצון. בתרביות תאים, הצוות המשיך והראה כי BVRA ו-NRF2 נקשרים פיזית, ובכך מווסתים גנים המעורבים בהגנה על תאי מוח. הגנים המווסתים על ידי שני החלבונים כוללים את אלה המעורבים בהובלת חמצן, איתות חיסוני ותפקוד מיטבי של המיטוכונדריה, תחנת הכוח של התאים.
חשוב לציין, פונקציה זו לא הצריכה את BVRA לייצר בילירובין. לאחר מכן, צוות המדענים יצר מוטנטים של BVRA שלא יכלו לייצר בילירובין. המדענים אומרים שהמוטנטים הללו שמרו על יכולתם לווסת את NRF2 והגנה על נוירונים בעכברים.
"עבודה זו מראה ש-BVRA עושה יותר מאשר מייצר בילירובין, והוא למעשה אינטגרטור מולקולרי של תהליכים תאיים מרכזיים המסייעים להגן על נוירונים מנזק", אומר הסופר הראשון Chirag Vasavda, MD, Ph.D., רופא בבית הספר לרפואה של הרווארד ובבית החולים הכללי של מסצ'וסטס, שביצע את המחקר כ-MD/Ph.D של Johns Hopkins. סטוּדֶנט.
"עבודה זו מדגישה את הערך לטווח ארוך של גילוי מכניסטי", אומרת Ruchita Kothari, סטודנטית לתואר שני ומחברת הראשונה של המאמר.
"המחקר שלנו מזהה גורם חיוני לא-קנוני של BVRA שממלא תפקידי מפתח באיתות נוירוני, שאולי ניתן לרתום ליתרונות טיפוליים", אומר פול.
בניסויים עתידיים, פול אומרת שהיא שואפת להעריך כיצד הקשר BVRA ו-NRF2 משתבש במודלים של עכברים של מחלת אלצהיימר.
החוקרים של ג'ונס הופקינס אומרים שהמחקר היה תוצאה של מאמץ מתמשך לאורך שנים של צוות מדענים על פני מספר מוסדות, המשלב מומחיות במדעי המוח, ביוכימיה, גנומיקה ורפואה קלינית.
"המאמצים שלנו מדגישים את הכוח של שיתוף פעולה רב-תחומי הניזון מהשקעה ארוכת טווח במחקר מדעי כדי להתמודד עם אתגרים ביולוגיים מורכבים", אומר פול.
תמיכה במימון למחקר זה ניתנה על ידי איגוד הלב האמריקאי ויוזמת קרן פול אלן בבריאות המוח והפרעות קוגניטיביות, המכון הלאומי לבריאות (R01AG071512, R21AG073684, NIH AG077396, NS101967, NS133688, P071CA2606, P071CA2606, P071CA2606, P071CA2606 AG073323, P50 DA044123), קרן Solve-ME, פרס קטליזטור מאוניברסיטת ג'ונס הופקינס, מחלקת ההגנה, קרן Valor, קרן Wick, פרס הצטיינות של המחלקה לענייני חיילים משוחררים, משאבים ומתקנים של מרכז רפואי Louis Stokes VA, קרן Lincoln Neurotherapeutics וקרן המחקר של משפחת ליונרד Cleveger, קרן משפחת ליונרד Cleveger. קרן, ותורם אנונימי.
בנוסף לפול, סניידר, ואסאוודה וקותארי, מדענים נוספים שתרמו למחקר זה הם סוורנה צ'קרבורטי, סוניל ג'מונה טריפאטי, שרותי שנמוקה, פריאנקה קוטארי ואדל סנומן מג'ונס הופקינס; Navneet Ammal Kaidery, Samaneh Saberi, Julia Lefler, Michael C. Ostrowski, Sudarshana Sharma and Bobby Thomas from Medical University of South Carolina, Ryan Dhindsa מ-Baylor College of Medicine, Kalyani Chaubey and Andrew A. Pieper מבית הספר לרפואה של אוניברסיטת קייס ווסטרן רזרב, לקשמינארייאן אייר ו-L.H Aravind; ו-Eugenio Barone מאוניברסיטת Sapienza של רומא.
