Farnesol finns i frukt, som persikor.
Johns Hopkins Medicine-forskare säger att de har lagt till bevis för att föreningen farnesol, som finns naturligt i örter, och bär och andra frukter, förebygger och vänder hjärnskador kopplade till Parkinsons sjukdom i musstudier.
Föreningen, som används i smakämnen och parfymtillverkning, kan förhindra förlusten av neuroner som producerar dopamin i hjärnan på möss genom att deaktivera PARIS, ett nyckelprotein som är involverat i sjukdomens utveckling. Förlust av sådana neuroner påverkar rörelse och kognition, vilket leder till kännetecknande symtom på Parkinsons sjukdom som skakningar, muskelstelhet, förvirring och demens. Farnesols förmåga att blockera PARIS, säger forskarna, kan vägleda utvecklingen av nya Parkinsons sjukdomsinterventioner som specifikt riktar sig mot detta protein.
"Våra experiment visade att farnesol både avsevärt förhindrade förlusten av dopaminneuroner och omvänd beteendebrist hos möss, vilket indikerar dess löfte som en potentiell läkemedelsbehandling för att förhindra Parkinsons sjukdom", säger Ted Dawson, M.D., Ph.D., chef för Johns Hopkins Institute for Cell Engineering och professor i neurologi vid Johns Hopkins University School of Medicine.
Resultaten av den nya studien, publicerad den 28 juli 2021, i Science Translational Medicine , i detalj hur forskarna identifierade farnesols potential genom att screena ett stort bibliotek av läkemedel för att hitta de som hämmade PARIS.
En illustration av PARIS med kristallstrukturen av Farnesyltransferas, enzymet som möjliggör farnesylering. Kredit:Johns Hopkins Medicine
I hjärnan hos personer med Parkinsons sjukdom bromsar en uppbyggnad av PARIS tillverkningen av det skyddande proteinet PGC-1alfa. Proteinet skyddar hjärnceller från att skada reaktiva syremolekyler som ackumuleras i hjärnan. Utan PGC-1alfa dör dopaminneuroner ut, vilket leder till kognitiva och fysiska förändringar som är förknippade med Parkinsons sjukdom.
För att studera huruvida farnesol kunde skydda hjärnor från effekterna av PARIS-ackumulering, matade forskarna möss med antingen en kost med farnesol eller en vanlig musdiet under en vecka. Sedan administrerade forskarna förformade fibriller av proteinet alfa-synuklein, som är associerat med effekterna av Parkinsons sjukdom i hjärnan.
Forskarna fann att mössen som matades med farnesol-dieten presterade bättre på ett styrke- och koordinationstest utformat för att upptäcka framsteg av Parkinsons sjukdomssymptom. I genomsnitt presterade mössen 100 % bättre än möss som injicerades med alfa-synuklein, men fick en vanlig diet.
När forskarna senare studerade hjärnvävnad hos möss i de två grupperna fann de att mössen som matades med en kost med farnesol hade dubbelt så många friska dopaminneuroner än möss som inte fick den farnesolberikade kosten. De farnesolmatade mössen hade också cirka 55 % mer av det skyddande proteinet PGC-1alpha i sina hjärnor än de obehandlade mössen.
I kemiska experiment bekräftade forskarna att farnesol binder till PARIS, vilket ändrar proteinets form så att det inte längre kan störa PGC-1alfa-produktionen.
Medan farnesol produceras naturligt, används syntetiska versioner i handeln, och mängden människor får genom kosten är oklart. Forskarna varnar för att säkra doser av farnesol för människor ännu inte har fastställts och att endast noggrant kontrollerade kliniska prövningar kan göra det.
Även om mer forskning behövs, hoppas Dawson och hans team att farnesol en dag kan användas för att skapa behandlingar som förebygger eller vänder hjärnskador orsakade av Parkinsons sjukdom.
Referens:"PARIS farnesylering förhindrar neurodegeneration i modeller av Parkinsons sjukdom" av 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 och Joo-Ho Shin, 28 juli 2021, Science Translational Medicine .
DOI:10.1126/scitranslmed.aax8891
Andra forskare som är involverade i denna studie inkluderar Areum Jo, Yunjong Lee, Rin Khang, Hojin Kang, Sangwoo Ham, Ji-Yeong Lee, Hanna Kim, Hyein Kim, Hyojung Kim och Joo-Ho Shin från 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 och Valina Dawson från Johns Hopkins University School of Medicine; Deborah Swing och Lino Tessarollo från Diana Helis Henry Medical Research Foundation; Ho Chul Kang från Ajou University School of Medicine, Suwon, Sydkorea; Byoung Dae Lee från Kyung Hee University School of Medicine, Suwon, Sydkorea; Jin Whan Cho vid Sungkyunkwan University School of Medicine, Seoul, Sydkorea och Sun Ha Paek vid Seoul National University College of Medicine, Seoul, Sydkorea.
Detta arbete stöddes av anslag från JPB Foundation, Cure Parkinson's Trust, Bachmann-Strauss Dystonia and Parkinson Foundation, Adrienne Helis Malvin Medical Research Foundation, Diana Helis Henry Medical Research Foundation och Intramural Research Program of the National Institutes of Health, Center for Cancer Research, National Cancer Institute.
Patent relaterade till detta arbete inkluderar US9274128B2, med titeln Transcriptional Repression Leading to Parkinsons Disease, och WO2017161155A1, Methods for Preventing or Treating Parkinsons Disease by the Farnesylation of PARIS.
Ytterligare finansiär:Centrum för cancerforskning, National Cancer Institute
