Farnezol znajduje się w owocach, takich jak brzoskwinie.
Naukowcy z Johns Hopkins Medicine twierdzą, że dodali dowody na to, że związek farnezol, występujący naturalnie w ziołach, jagodach i innych owocach, zapobiega i odwraca uszkodzenia mózgu związane z chorobą Parkinsona w badaniach na myszach.
Związek ten, stosowany w aromatyzowaniu i tworzeniu perfum, może zapobiegać utracie neuronów produkujących dopaminę w mózgach myszy poprzez dezaktywację PARIS, kluczowego białka zaangażowanego w postęp choroby. Utrata takich neuronów wpływa na ruch i funkcje poznawcze, prowadząc do charakterystycznych objawów choroby Parkinsona, takich jak drżenie, sztywność mięśni, splątanie i demencja. Zdolność Farnesol do blokowania PARIS, twierdzą naukowcy, może kierować rozwojem nowych interwencji w chorobie Parkinsona, które są ukierunkowane konkretnie na to białko.
„Nasze eksperymenty wykazały, że farnezol zarówno znacząco zapobiegał utracie neuronów dopaminy, jak i odwracał deficyty behawioralne u myszy, co wskazuje na jego obietnicę jako potencjalnego leku zapobiegającego chorobie Parkinsona” – mówi dr Ted Dawson, dyrektor Johns Hopkins Institute for Cell Engineering i profesor neurologii w Johns Hopkins University School of Medicine.
Wyniki nowego badania opublikowanego 28 lipca 2021 r. w Science Translational Medicine , szczegółowo opisali, w jaki sposób naukowcy zidentyfikowali potencjał farnesolu, przeszukując dużą bibliotekę leków, aby znaleźć te, które hamują PARIS.
Ilustracja przedstawiająca PARIS ze strukturą krystaliczną farnezylotransferazy, enzymu umożliwiającego farnezylację. Źródło:Medycyna Johnsa Hopkinsa
W mózgach osób z chorobą Parkinsona nagromadzenie PARIS spowalnia wytwarzanie ochronnego białka PGC-1alfa. Białko chroni komórki mózgowe przed szkodliwymi reaktywnymi cząsteczkami tlenu, które gromadzą się w mózgu. Bez PGC-1alfa neurony dopaminy obumierają, co prowadzi do poznawczych i fizycznych zmian związanych z chorobą Parkinsona.
Aby zbadać, czy farnezol może chronić mózg przed skutkami akumulacji PARIS, naukowcy przez tydzień karmili myszy albo dietą z dodatkiem farnezolu, albo zwykłą dietą dla myszy. Następnie naukowcy podawali wstępnie uformowane włókienka białka alfa-synukleiny, które jest związane ze skutkami choroby Parkinsona w mózgu.
Naukowcy odkryli, że myszy karmione dietą farnezolową osiągnęły lepsze wyniki w teście siły i koordynacji zaprojektowanym w celu wykrycia zaawansowania objawów choroby Parkinsona. Przeciętnie myszy działały o 100% lepiej niż myszy, którym wstrzyknięto alfa-synukleinę, ale były karmione zwykłą dietą.
Kiedy naukowcy zbadali później tkankę mózgową myszy w dwóch grupach, odkryli, że myszy karmione dietą z dodatkiem farnezolu miały dwa razy więcej zdrowych neuronów dopaminy niż myszy nie karmione dietą wzbogaconą w farnezol. Myszy karmione farnezolem miały również około 55% więcej ochronnego białka PGC-1alfa w mózgu niż myszy nieleczone.
W eksperymentach chemicznych naukowcy potwierdzili, że farnezol wiąże się z PARIS, zmieniając kształt białka tak, że nie może już zakłócać produkcji PGC-1alfa.
Podczas gdy farnezol jest wytwarzany w sposób naturalny, jego syntetyczne wersje są używane w handlu, a ilości, które ludzie otrzymują poprzez dietę, są niejasne. Naukowcy ostrzegają, że bezpieczne dawki farnezolu dla ludzi nie zostały jeszcze ustalone i że mogą to zrobić tylko starannie kontrolowane badania kliniczne.
Chociaż potrzebne są dalsze badania, Dawson i jego zespół mają nadzieję, że pewnego dnia farnezol będzie można wykorzystać do tworzenia terapii, które zapobiegają lub odwracają uszkodzenia mózgu spowodowane chorobą Parkinsona.
Odniesienie:„Paryska farnezylacja zapobiega neurodegeneracji w modelach choroby Parkinsona” autorstwa Areum Jo, Yunjong Lee, Tae-In Kam, Sung-Ung Kang, Stewart Neifert, Senthilkumar S. Karuppagounder, Rin Khang, Hojin Kang, Hyejin Park, Shih-Ching Chou, Sungtaek Oh, Haisong Jiang, Deborah A. Swing, Sangwoo Ham, Sheila Pirooznia, George K. E. Umanah, Xiaobo Mao, Manoj Kumar, Han Seok Ko, Ho Chul Kang, Byoung Dae Lee, Yun-Il Lee, Shaida A. Andrabi , Chi-Hu Park, Ji-Yeong Lee, Hanna Kim, Hyein Kim, Hyojung Kim, Jin Whan Cho, Sun Ha Paek, Chan Hyun Na, Lino Tessarollo, Valina L. Dawson, Ted M. Dawson i Joo-Ho Shin, 28 lipca 2021, Science Translational Medicine .
DOI:10.1126/scitranslmed.aax8891
Inni badacze zaangażowani w to badanie to Areum Jo, Yunjong Lee, Rin Khang, Hojin Kang, Sangwoo Ham, Ji-Yeong Lee, Hanna Kim, Hyein Kim, Hyojung Kim i Joo-Ho Shin z Samsung Biomedical Research Institute, Suwon, South Korea; Tae-In Kam, Sung-Ung Kang, Stewart Keifert, Senthilkumar Karuppagounder, Hyejin ParkShih-Ching Chou, Sungtaek Oh, Haisong Jiang, Sheila Pirooznia, George Umanah, Xiaobo Mao, Manoj Kumar, Han Seok Ko, Yun-Il Lee, Shaida Andrabi, Chan Hyun Na i Valina Dawson z Johns Hopkins University School of Medicine; Deborah Swing i Lino Tessarollo z Fundacji Badań Medycznych Diany Helis Henry; Ho Chul Kang z Ajou University School of Medicine, Suwon, Korea Południowa; Byoung Dae Lee z Kyung Hee University School of Medicine, Suwon, Korea Południowa; Jin Whan Cho z Sungkyunkwan University School of Medicine w Seulu w Korei Południowej oraz Sun Ha Paek z Seoul National University College of Medicine w Seulu w Korei Południowej.
Praca ta była wspierana przez granty Fundacji JPB, Cure Parkinson's Trust, Bachmann-Strauss Dystonia and Parkinson Foundation, Adrienne Helis Malvin Medical Research Foundation, Diana Helis Henry Medical Research Foundation oraz Intramural Research Program of the National Institutes of Zdrowie, Centrum Badań nad Rakiem, Narodowy Instytut Raka.
Patenty związane z tą pracą obejmują US9274128B2 zatytułowany Transscriptional Repression Leading to Parkinson’s Disease oraz WO2017161155A1 Methods for Preventing or Treation Parkinson’s disease przez farnezylację PARIS.
Dodatkowy sponsor:Centrum Badań nad Rakiem, Narodowy Instytut Raka
