(PhysOrg.com) – химическое вещество, вырабатываемое обычными почвенными бактериями, может убивать нейроны, производящие дофамин, согласно статье исследователей из Университета Алабамы, опубликованной в октябре. 6. Гибель допаминовых нейронов приводит к характерным симптомам болезни Паркинсона, двигательного расстройства, которым страдает около 1 миллиона американцев.
Исследования, спонсируемые Национальными институтами здравоохранения, опубликованные в онлайн-журнале с открытым доступом PLoS One, являются предварительными, по словам ученых из UA, но могут пролить свет на те случаи болезни Паркинсона, у которых нет известного генетического компонента – а это подавляющее большинство. В предыдущих исследованиях экологические триггеры были связаны с болезнью Паркинсона.
«На данный момент данные в лучшем случае очень важны и, по крайней мере, интригуют», – сказал д-р. Гай Колдуэлл, доцент биологических наук Университета Алабамы, получатель гранта Национального института здоровья и соавтор исследования. «Мы ни в коем случае не считаем, что это что-то решающее, но.”
Основное внимание в исследовании уделяется химическому веществу, производимому стрептомицетами, бактериям, часто обнаруживаемым в грязи, и ведущему производителю антибиотиков. Это химическое вещество, которое, по мнению исследователей UA, неизвестно науке, вероятно, вырабатывается бактериями в качестве вторичного метаболита. Джули Олсон, доцент биологических наук UA и еще один соавтор исследования.
Вторичные метаболиты – это химические соединения, вырабатываемые организмами, в том числе бактериями, часто в качестве защитной меры.
В лабораторных экспериментах нейроны, вырабатывающие дофамин в моделях животных-червей, погибали при воздействии выбранных штаммов бактериальной культуры, содержащей химическое вещество.
«В целом с червями все было в порядке, но дофаминовые нейроны начали быстро умирать», – сказал Колдуэлл.
Дальнейшие лабораторные испытания этого соединения на нейронах, продуцирующих дофамин человека, в сотрудничестве с исследователями из Университета Алабамы в Бирмингеме во главе с доктором. Дэвид Стэндаерт, директор Центра нейродегенерации и экспериментальной терапии, показал, что он оказывает аналогичное негативное влияние на нейроны человека.
Крошечные черви, разновидность круглых червей, известных как C. elegans, являются приемлемыми моделями на животных, как и лабораторные крысы, для изучения различных типов заболеваний. Хотя черви просты и относительно недороги в работе, у них есть ключевые нейротрансмиттеры, такие как дофамин. Более 50 процентов всех наследственных заболеваний человека связаны с генетическими компонентами, обнаруженными также у червей. Три Нобелевские премии этого десятилетия были присуждены исследователям червей, в том числе в 2008 г. elegans, который был наставником Колдуэлла.
Ведущий автор исследования – д-р. Ким А. Колдуэлл, доцент биологических наук UA. Среди других авторов UA: Dr. Роберт Х. Финдли, профессор биологических наук, д-р. Тайлер Ходжес, недавний аспирант UA, и студенты Мишель Туччи, Джафа Армагост, Джу Чен, Шермин Мемон, Джина Блэлок и Сьюзан ДеЛеон.
Исследователи UA заявили, что необходимы дополнительные исследования.
«Без очистки соединения мы не знаем, будет ли количество, которому люди будут подвергаться в течение жизни, будет достаточно, чтобы вызвать проблемы», – сказал Олсон. “Это могло бы быть огромным”, – сказала она о выводах исследования. «Это не могло быть ничего. Жюри все еще отсутствует.”
Исследование UA показывает, что это химическое вещество может вызывать гибель нейронов, продуцирующих дофамин, нарушая систему, которая действует как «утилизация мусора», – сказал Колдуэлл. Эта система, известная как убиквитиновая протеасомная система, или UPS, избавляется от белков, которые неправильно свернуты или не функционируют должным образом, и связана с редкими генетическими формами болезни Паркинсона.
«У нас есть клеточные доказательства того, что этот механизм нарушается», – сказал Колдуэлл.
При отсутствии контроля одно неправильное свертывание белка может привести к большему количеству и, в конечном итоге, вызвать агрегацию или слипание белков. Эта агрегация может привести к нарушению работы нейрона или гибели клеток.
Ведущим фактором риска, связанным с болезнью Паркинсона, является старение. По словам исследователей, проживание в сельской местности, где образ жизни и профессиональные различия включают питьевую воду из колодца, сельское хозяйство и воздействие определенных гербицидов или пестицидов, может увеличить для некоторых людей риски заражения этой болезнью.
Помимо определения конкретного химического вещества, исследователи UA говорят, что позже они надеются работать с членами сообщества, чтобы взять образцы почвы в некоторых частях штата, чтобы увидеть, смогут ли они выделить штаммы стрептомицетов, которые производят метаболиты, связанные с нейродегенерацией.
Предоставлено Университетом Алабамы