Znajdź zawartość

Naukowcy z Uniwersytetu Kalifornijskiego odkryli zdolność amyloidu β (Aβ) - złogów białka podejrzewanych o udział w rozwoju choroby Alzheimera - do wywoływania spontanicznego wyrzutu jonów wapnia (Ca2+) z komórek mózgu zwanych astrocytami. Odkryte zjawisko porządkuje naszą wiedzę na temat tego schorzenia i wyjaśnia charakter związku przyczynowo-skutkowego pomiędzy jego rozwojem oraz Aβ i jonami Ca2+. Badania prowadzone w ostatnich latach wskazywały na współwystępowanie wyrzutów jonów wapniowych oraz pojawiania się w mózgu Aβ, lecz zależności pomiędzy tymi procesami pozostawały niejasne. Jedyne, co udało się w ostatnich latach zaobserwować, to pojawianie się w mózgu objętym chorobą Alzheimera tzw. fal wapniowych (ang. calcium waves), czyli nagłego wyrzutu jonów wapniowych z wnętrza sąsiadujących ze sobą astrocytów, "zarażających się" od siebie wzajemnie tym zachowaniem. Podobne zjawisko odkryto niedawno w wyizolowanych fragmentach tkanki nerwowej, lecz wciąż nie wyjaśniało to, czy zjawisko to jest zależne od sąsiedztwa innych komórek, czy też wynika ono z samej charakterystyki astrocytów. Przełomu dokonano dzięki badaniom prowadzonym przez zespół Chrisa MacDonalda z Uniwersytetu Kalifornijskiego. Aby uniknąć zakłóceń wywołanych przez inne rodzaje komórek, jego zespół hodował in vitro "czyste" populacje astrocytów. Po osiągnięciu odpowiedniego stopnia rozwoju komórki traktowano następnie oczyszczonym Aβ, po czym sprawdzano poziom jonów wapnia znajdujących się wewnątrz komórek oraz poza nimi. Jak się okazało, dodanie patologicznego białka do "czystej" hodowli astrocytów wywoływało powstanie fal wapniowych, obejmujących jednorazowo nawet do 200 komórek. Jest to niezwykle ważne odkrycie, gdyż sugeruje ono, że do badania tego zjawiska można - zamiast preparatów wyizolowanych z mózgów chorych zwierząt - używać gotowych, dostępnych komercyjnie i doskonale scharakteryzowanych linii komórkowych. W związku z tym, że fale wapniowe są uznawane za jedną z możliwych przyczyn choroby Alzheimera, dokonane odkrycie może doprowadzić badaczy do ostatecznego rozwiązania niektórych zagadek związanych z tym wyniszczającym schorzeniem.

Jeden z najstarszych znanych medycynie środków podawanych do wywołania ogólnego znieczulenia, chloroform, uchylił rąbka tajemnicy na temat swojego działania. Przez ostatnie 150 lat nie wiadomo było, na czym dokładnie polega jego usypiające działanie. Teraz, dzięki badaniom wykonanym przez dr. Yahya Bahnasiego z Uniwersytetu Leeds, dowiedzieliśmy się znacznie więcej. Do odkrycia doszło przypadkiem. Sam naukowiec wspomina: Badałem wpływ lipidów na arteriosklerozę [proces patologicznego twardnienia naczyń krwionośnych - red.]. Niektóre z tych lipidów trafiały do mnie od producenta w postaci rozpuszczonej w chloroformie. Zauważyłem, że związek ten blokował działanie białka TRPC5, co było dla mnie dużym zaskoczeniem. Proteina TRPC5 należy do grupy tzw. kanałów jonowych. Są to białka, których struktura pozwala na kontrolowane przepuszczanie jonów określonych pierwiastków do wnętrza komórki lub poza nią, w zależności od jej bieżących potrzeb. Błona otaczająca każdą komórkę jest zbudowana głównie z tłuszczów, przez co niechętnie pozwala na migrację jonów. Proces ten jest jednak potrzebny dla przeżycia komórki i utrzymania jej w kontakcie z otaczającym środowiskiem. Z tego powodu musi istnieć system sprawnego i ściśle kontrolowanego transportu jonów - właśnie na tym polu swoje zastosowanie znajdują białkowe kanały. TRPC5, zdolny do transportu jonów wapniowych, jest obecny w wielu tkankach, wliczając w to ośrodkowy układ nerwowy. Przypadkowe odkrycie właściwości chloroformu skłoniło dr. Bahnasiego do bliższego przyjrzenia się temu zagadnieniu. Dzięki serii eksperymentów dowiódł on, że wiele innych stosowanych powszechnie środków znieczulających, których mechanizm działania był dotychczas nieznany, zawdzięcza swoje właściwości blokowaniu tej samej cząsteczki. Dotyczy to zarówno leków podawanych dożylnie, jak i przyjmowanych drogą inhalacji. Naukowiec ma nadzieję, że jego odkrycie pomoże w opracowywaniu oraz analizie nowych leków stosowanych w anestezjologii. Teraz, gdy znany jest dokładny mechanizm działania tego typu preparatów, będzie to znacznie łatwiejsze, a powstające preparaty będą bezpieczniejsze dla pacjenta i skuteczniejsze. Idealnym środkiem byłby, oczywiście, taki, który wydajnie blokuje określony kanał jonowy, pozostając jednocześnie możliwie neutralny dla reszty organizmu.