Raziskave

Zaviranje aktivnosti katepsina X kot nov pristop za zdravljenje Parkinsonove bolezni

Šifra:

J3-9267

Obdobje:

01. julij 2018 - 30. junij 2021

Obseg:

0,34 FTE

Vodja:

Anja Pišlar

Veda:

3.03 Medicina/Nevrobiologija

Opis:

Parkinsonova bolezen (PB) je druga najpogostejša nevrodegenerativna bolezen, za katero je značilen propad dopaminergičnih nevronov v črnem jedru možganov, čemur sledi postopno zmanjševanje motoričnih sposobnosti. Ta bolezen predstavlja zelo pomemben zdravstveni problem, saj zanjo ni na voljo učinkovitega zdravljenja. Čeprav vzrok nastanka in mehanizmi za napredovanje PB še vedno niso pojasnjeni, vse več dokazov nakazuje, da igra vnetni proces ključno vlogo pri patogenezi bolezni. Ugotovljeno je bilo, da lizosomske cisteinske peptidaze sodelujejo v nevrodegenerativnih procesih, posredovanih z vnetjem. Natančneje, čezmerno izražanje in aktivnost cisteinske peptidaze katepsina X v možganskih celicah v osrednjem živčnem sistemu je močno povezano z nevrodegenerativnimi procesi. Povišane vrednosti izražanja katepsina X so bile pokazane v možganih podvrženih staranju in degeneriranih možganih. Povišano izražanje katepsina X so opazili tudi v celicah mikroglije v okolici amiloidnega plaka, kjer so opazili značilno ko-lokalizacijo peptidaze z gama-enolazo, ki predstavlja tarčo encima v nevronskih celicah. Nevrodegenerativno delovanje katepsina X je tako verjetno posledica proteolitične cepitve dipeptida s C-končnega dela gama-enolaze, kar onemogoči njeno nevrotrofično delovanje. Na podganjem modelu PB je bilo pokazano močno povišanje izražanja katepsina X v dopaminergičnih nevronih v črnem jedru možganov na strani lezije. Poleg tega je bila pokazana degenerativna vloga katepsina X v apoptozi dopaminergičnih nevronov, posredovani z nevrotoksini. Poleg slednjega, katepsin X povezujejo tudi z vnetnimi procesi, ki vodijo v nevrodegeneracijo. Pokazali so, da vnetni dražljaji, ki vodijo v propad nevronskih celic, močno spodbudijo izražanje kot tudi izločanje katepsina X iz celic mikroglije in astrocitov. Hkrati so opazili, da zaviranje delovanja katepsina X zmanjša aktivacijo celic mikroglije in s tem nevrodegenerativne procese. Zaradi škodljivega delovanja katepsina X v procesih nevrodegeneracije, posredovane z vnetjem, predstavljajo zaviralci katepsina X morebitno terapevtsko orodje za zaviranje prekomerne proteolitične aktivnosti encima in posledično zmanjšanje nevrodegeneracije.Število obstoječih zaviralcev katepsina X je zelo majhno. Trenutno se v in vitro študijah kot specifični zaviralec katepsina X uporablja samo ireverzibilni zaviralec AMS36, ki v svoji strukturi vsebuje epoksisukcinilni obroč. Slednji sicer izkazuje zaščitno delovanje napram nevrodegenerativnim procesom, značilnim za PB, vendar pa zaradi tvorbe ireverzibilne kovalentne vezi v aktivnem mestu lahko zavira tako delovanje katepsina X kot tudi drugih katepsinov, kar bistveno zmanjša njegovo specifično uporabo. Zato obstaja velika potreba po uporabi bolj specifičnih zaviralcev katepsina X, katere predstavlja nova generacija reverzibilnih zaviralcev katepsina X, ki v svoji strukturi vsebujejo triazolni fragment in izkazujejo boljšo selektivnost. Zatorej je naša hipoteza, da bodo novi selektivni in reverzibilni zaviralci katepsina X izkazovali boljšo nevroprotektivno delovanje, kar se bo odražalo v znatnejšem zaviranju nevrodegenerativnih procesov, prisotnih pri PB.V projektu bomo ovrednotili nove zaviralce katepsina X v in vitro in in vivo modelih nevrodegeneracije. Najprej bomo izbrali spojine, ki bodo izkazovale netoksičnost za nevronske celice in celice glije. Izbrane spojine oz zaviralce bomo nato sprva testirali in vitro, in sicer na celičnih modelih nevrodegeneracije, ki posnemajo nevropatološke in biokemijske značilnosti PB. Zaviralce katepsina X, ki bodo izkazovali najboljšo učinkovitost napram nevrodegenerativnim procesom, bomo ovrednotili tudi na in vivo živalskih modelih s spodbujeno patogenezo PB. Pričakujemo, da bodo novi reverzibilni in selektivni zaviralci katepsina X zmanjšali nevrodegenerativne procese, posredovane z vnetjem, in da bodo izsledki raziskave omogočili njihovo nadaljnje testiranje v kliničnih študijah za zdravljenje PD.

Faze:

https://cris.cobiss.net/ecris/si/sl/project/17308

Bibliografske reference, ki izhajajo neposredno iz izvajanja projekta:

https://cris.cobiss.net/ecris/si/sl/project/17308

Financira:

Raziskovalni projekti so (so)financirani s strani Javne agencije za raziskovalno dejavnost.

Nazaj

Spremenjeno: 08. januar 2019