Юйлань Сюн, доцент кафедры нейробиологии в UConn Health, и ее команда обнаружили еще один фрагмент головоломки генетических причин болезни Паркинсона, открыв путь к новым вариантам лечения.

Мутация гена LRRK2 является наиболее распространенной генетической причиной болезни Паркинсона, от которой страдают около 1 миллиона американцев.

Хотя ученым уже много лет известно, что мутации LRRK2 важны для понимания болезни Паркинсона, механизм того, как мутации вызывают развитие заболевания, до сих пор плохо изучен.

Сюн и ее команда ранее обнаружили, что фермент ATIC и его субстрат (AICAR) регулируют LRRK2 на уровне мРНК во время процесса, в котором ДНК транскрибируется в РНК, а затем экспрессируется в виде белка. ATIC сверхактивен у пациентов с болезнью Паркинсона и дает команду LRRK2 производить слишком много белка, называемого дардарином.

Основываясь на этой работе, Сюн теперь обнаружил ключевой регулятор, который можно использовать для подавления сверхактивности LRRK2. Сюн опубликовал эти результаты в Science Advances .

LRRK2 имеет два ферментных «домена» — домен киназы и ГТФазы. Киназа отвечает за катализ переноса фосфатных групп. ГТФаза связывается с нуклеотидом гуанозинтрифосфатом (ГТФ) и гуанозиндифосфатом (ГДФ) в процессе регуляции белка. Сюн определил ключевой регулятор функции ГТФазы, называемый CalDAG-GEFI (CDGI), для управления переключением связывания ГТФ или ГДФ ГТФазы LRRK2.

Большинство других исследований были сосредоточены на понимании и нацеливании домена киназы, поскольку это более легкая фармацевтическая цель, чем ГТФаза. Хотя ГТФаза LRRK2 является важнейшей целью для исследований болезни Паркинсона, селективно модулировать ГТФазы с помощью лекарств сложно. Кроме того, одна часть домена ГТФазы, домен COR, не имеет известных участков связывания малых молекул, к которым могли бы присоединяться лекарства.

«Это очень малоизученная область», — говорит Сюн. «В этой области не так много работ».

Это важное открытие, поскольку исследователи потратили годы на поиски этого недостающего регулятора.

«Значение состоит в том, что мы идентифицировали этот ключевой регулятор, который, по сути, может включать или выключать функцию ГТФазы LRRK2», — говорит Сюн.

Если ученым удастся подавить этот регулятор, они смогут остановить повышенную активность дардарина и замедлить прогрессирование болезни Паркинсона.

Сюн завершил это исследование с использованием клеточных и мышиных моделей. Следующим шагом станет завершение исследований с использованием человеческих образцов.

Сюн также сотрудничает с внешней компанией с целью разработки малой молекулы, способной преодолевать гематоэнцефалический барьер (ГЭБ), для доставки потенциальных лекарств на основе этой работы.

Они также работают над тем, чтобы сделать ингибитор более целенаправленным и регулировать только активность LRRK2.

«Ингибитор, который мы идентифицировали ранее, воздействует на экспрессию белка LRRK2 », — говорит Сюн.