Nový výzkum vrhá světlo na molekulární mechanismy stojícími za makulární degenerací (centrální ztráta zraku), která je příčinou více než 90 % všech ztrát zraku souvisejících s věkem. V nové publikaci uveřejněné v odborném časopisu Biophysical Journal byla popsána flexibilní struktura klíčového krevního proteinu podílejícího se nejen na tomto onemocnění, ale také na dalších poruchách souvisejících s věkem, jako je například Alzheimerova choroba či ateroskleróza.

„Proteiny v krvi jsou pod neustálým a měnícím se tlakem kvůli různým způsobům, jak krev proudí v těle,“ vysvětluje Francesca Marassi, profesorka na Sanford Burnham Prebys, která studii vedla. „Uvedu příklad, malými krevními cévami v očích proudí krev výrazně pomaleji ve srovnání s většími tepnami kolem srdce. Krevní proteiny musí být schopny reagovat na tyto změny a naše studie nám poskytuje základní pravdy o tom, jak se tyto proteiny přizpůsobují svému prostředí. Poznatky mohou být v budoucnu využity k zacílení léčby na tyto proteiny.“

Naše krev obsahuje stovky proteinů a v rámci své studie se vědci zaměřili na jeden z nich zvaný vitronektin. Důvodem bylo, že se jedná o jeden z nejběžnějších krevních proteinů, který je navíc klíčový v obratu cholesterolu a lze jej také nalézt v tzv. lešení spojujícím jednotlivé buňky.

Vitronektin hraje roli v mnoha poruchách souvisejících s věkem, tým Marassi si však za svůj středobod zájmu zvolil makulární degeneraci, kterou trpí až 30 milionů jedinců po celém světě.

„Tento protein se při makulární degeneraci hromadí v zadní části oka a způsobuje ztrátu zraku. Podobné usazeniny se objevují i v mozku při Alzheimerově chorobě a v tepnách při ateroskleróze,“ říká Marassi. „Chceme pochopit, proč se to děje, a využít tyto znalosti k vývoji nových léčebných postupů.“

Aby bylo možné odpovědět na tuto otázku, vědci se pokusili zjistit, jak se struktura proteinu mění pod různými tlaky a teplotami, což simuluje podmínky, kterým je protein reálně vystaven v lidském těle.

„Určení struktury proteinu je nejdůležitější předpokladem pro plné určení jeho funkce,“ dodává Marassi.

Prostřednictvím podrobné biochemické analýzy vědci zjistili, že protein může pod tlakem nepatrně měnit svůj tvar. Tyto změny způsobují, že se snáze váže na ionty vápníku v krvi, což podle vědců vede k hromadění kalcifikovaných ložisek plaku charakteristických právě pro makulární degeneraci a další onemocnění související s věkem.

„Jedná se sice jen o velmi nenápadné přeorganizování molekulární struktury, které má nicméně obrovský dopad na to, jak protein funguje,“ popisuje Marassi. „Čím více se o proteinu dozvíme na strukturální a mechanické úrovni, tím větší šanci máme, že na něj úspěšně zacílíme léčbu."

Tyto strukturální poznatky zefektivní vývoj léčby makulární degenerace, protože umožní výzkumníkům a jejich partnerům v biotechnologickém průmyslu navrhnout vlastní protilátky, které budou selektivně blokovat vazbu vápníku na protein, aniž by narušily další důležité funkce tohoto proteinu v těle.

„Převedení našich poznatků do klinické praxe bude ještě nějakou dobu trvat, ale doufáme, že za několik let budeme mít fungující protilátku a potenciálně tak nový léčebný postup,“ uzavírá Marassi.

Originální publikace: Biophysical Journal (impact factor: 4,03)

Zdroj: SciTechDaily

Zdroj titulního obrázku: Jose A.Thompson, Unsplash

Více z medicíny na CZECHSIGHT:

Červené světlo pomáhá při léčbě zraku. Zlepšuje efektivitu mitochondrií
V prvním experimentu, který zahrnoval 24 lidí se vědcům povedlo prokázat, že terapie červeným světlem pomáhá zlepšit zrak. Jedna krátká expozice lehce zlepšuje vnímání barev po několik dní.
Transplantace rohovkového implantátu z prasečí kůže zachraňuje zrak
V přelomové pilotní studii bioinženýrské implantáty obnovily zrak u 14 dobrovolníků, kteří byli před experimentálním postupem zcela slepí.