Végre megfejtették a hatékony hormontárolás titkát

Az Eötvös Loránd Tudományegyetem (ELTE) kémikusai a fehérjék normális és kóros téralkatának vizsgálata közben felfedezték, hogy az amiloidok nemcsak a neurodegeneratív betegségek kialakulásánál vannak jelen, hanem jótékony folyamatokban is részt vesznek, például a vércukorszint egyensúlyának szabályozásában.

Perczel András kutatócsoportjának felfedezése segítségével sikerült megérteni, hogy a hormonfehérjék egyedi térszerkezeti és raktározási tulajdonságaikat váltogatva hogyan szabályozzák szervezetünk egészének folyamatait. Idősödő társadalmunkban egyre fontosabb feladat a neurodegeneratív betegségek kutatása. A mai napig messze nem felderítettek az amiloidózis és a neurodegeneratív betegségeket kiváltó élettani folyamatok és azok molekuláris háttere. Ezen betegségcsoportra, például az Alzheimer- és Parkinson-kórra jellemző, hogy egyes fehérjék kóros módon „lerakódnak”, úgynevett amiloid kötegeket hoznak létre, amelyek egyes sejtek (például idegsejtek) és szövetek (szisztémás transztiretin amiloidózis esetében például szívizom, vagy tüdő) pusztulását idézik elő.

Molekuláris szinten ezek a kóros és esetenként végzetes átalakulások hátterében az úgynevezett amiloid-kötegek képződése áll, amely nem más mint egyes funkcionális fehérjék valamilyen hatás által kiváltott nem megfelelő feltekeredése, mondhatnánk olyan félretekeredése, amely aztán a nem kívánt összetapadásokhoz, kicsapódáshoz és aggregációhoz vezet. A közlemény szerint az amiloid állapot vizsgálata ma is komoly kihívás, amely ugyanakkor nélkülözhetetlen ahhoz, hogy a neurodegeneratív betegségek ellen hatékonyan lehessen gyógyszert fejleszteni.

Atomi felbontású képet lehet alkotni

Az ELTE-n folyó szerkezeti kémiai és biokémiai kutatásokban is használt krio-elektronmikroszkópia, mágneses magrezonancia spektroszkópia (NMR) és röntgendiffrakció (X-ray) technológiák segítségével ma már nem csak a helyesen feltekeredett, de a félretekeredett fehérjékről is atomi felbontású képet lehet alkotni, így kutatni tudják az egészséges és kóros molekuláris kölcsönhatások mibenlétét. A nagyfelbontású képalkotás teszi lehetővé, hogy az ELTE Szerkezeti Kémia és Biológia Laboratóriumában a fehérjék normális és kóros téralkatát is vizsgálni tudják.

Egyes polipeptidek és fehérjék esetében megfigyelhető az, hogy a szervezetben nem csak az úgynevezett bioaktív globuláris formájuk van jelen, hanem feltekeredve rostszerű amiloid formában is léteznek. Ebben az esetben azonban az amiloid tárolási forma nem társul semmilyen betegséghez, sőt élettanilag fontos szerepet töltenek be, például a vércukorszint szabályozásáért és az emésztőrendszer egészégének összehangolt működéséért felelősek. Ezen hormonok a bioszintézisüket követően pH-függő amiloid formában tárolódnak, majd inger hatására a véráramba kijutva elvesztik amiloid jellegüket és globuláris formát öltve fejtik ki jótékony élettani hatásukat.

Hatékonyan kezelhető a kettes típusú cukorbetegség

A Perczel vezette kutatócsoport a Nature Communicatons című folyóiratban publikált legfrissebb kutatási eredményei alapján most sikerült megérteni azt, hogy ezen hormon-fehérjéknek mely szerkezeti tulajdonságai azok, amelyek lehetővé teszik, hogy egyazon fehérje két formában is létezik, azaz amiloid formában van raktározva, majd onnan kiszabadítva hatnak egyesével a sejtfelszíni receptorokon és szabályozzák a szervezetünk egészét. A kutatás fő célja, hogy jobban megértsék a fehérjék térszerkezetét befolyásoló tényezőket, amelyek miatt az amiloid jellegű fehérjelerakódások kialakulhatnak. Eredményeik rávilágítanak arra, hogy a hormonok egy ősi, evolúciósan konzervált aminosavsorrendje az, amely elsődlegesen a receptor kötődésért felelős, de a molekulák összeragadását, vagyis amiloid-szerű rostokká formálódását is katalizálja.

A beszámoló szerint az ELTE kutatói által is vizsgált glükagon-szerű peptidek szintetikus származékai hatékonyan alkalmazhatóak a kettes típusú cukorbetegség kezelésében, sőt ezek a molekulák az első klinikailag is hatásosnak bizonyuló testtömeg csökkentő olyan gyógyszerek, amelyek jótékonyan hatnak a kardiovaszkuláris rendszerünkre is.

„A fent említett gyógyászat szempontból is jelentős hormonok esetében, a jótékony, funkcionális amiloid forma alkalmazásával olyan készítmények kifejlesztése lehetséges a jövőben, amelyek hosszú hatástartamú profillal rendelkeznek, könnyebbé téve a betegek számára az adagolást” – magyarázza Horváth Dániel, a publikáció egyik szerzője. E projektek szempontjából is nagy jelentőségű lesz az országban most épülő pécsi székhelyű (PTE) kiro-elektronmikroszkópiai centrum, amelynek átadása 2024-2025-ben várható.