Dopaminas dažnai vadinamas smegenų „motyvacijos molekule“, bet man jis reiškia kažką gilesnio, langą į tai, kokie trapūs gali būti mūsų neuronai. Ląstelės, gaminančios dopaminą, žinomos kaip dopaminerginiai neuronai, yra vienos iš pirmųjų, kurios miršta sergant Parkinsono liga, todėl atsiranda motorinių simptomų, kurie palaipsniui atima iš pacientų judėjimą ir nepriklausomybę.
Kad suprasčiau, kodėl šie neuronai yra tokie pažeidžiami, panaudojau in vitro modelį, kai N27 dopaminergines ląsteles paveikiau 6-hidroksidopaminu (6-OHDA), toksinu, kuris sukelia oksidacinį stresą, pavyzdžiui, tai, kas vyksta Parkinsono ligos smegenyse. Tada aš pristačiau selenometioniną (SeMet), organinę seleno formą, kad patikrinčiau, ar šis junginys gali neutralizuoti žalą ir padėti neuronams išgyventi.
Selenas jau seniai domino mokslininkus dėl savo paradoksalios prigimties. Tai mikroelementas, būtinas antioksidacinei gynybai, tačiau perteklius gali tapti toksiškas. Norėjau sužinoti, ar tam tikras SeMet koncentracijų diapazonas gali pasiūlyti prasmingą apsaugą nepažeidžiant šios pusiausvyros. Mano tyrimas, atliktas Charleso universitete ir Nacionaliniame psichikos sveikatos institute (NUDZ) Čekijoje, siekė apibrėžti tą „saugų ir veiksmingą langą“. Jis skelbiamas žurnale In vitro modeliai.
Kai dopaminerginės ląstelės buvo veikiamos vien 6-OHDA, pamačiau greitą antioksidacinės apsaugos žlugimą. Glutationo (GSH) ir askorbo rūgšties (vitamino C) kiekis smarkiai sumažėjo, sumažėjo bendras baltymų kiekis, o po mikroskopu ląstelės atrodė susitraukusios ir atsiskyrusios. Tačiau kai iš anksto juos apdorojau SeMet, rezultatas labai pasikeitė. Neuronai išlaikė savo formą ir sukibimą, o jų antioksidacinės sistemos atsigavo aiškiai nuo dozės priklausomu būdu.
Kiekybinė analizė parodė, kad SeMet koncentracija nuo 10 iki 30 µM užtikrino nuosekliausią apsaugą. Už šio diapazono ribų poveikis sumažėjo, patvirtindamas gerai žinomą seleno dvifazį elgesį. Naudodamas Coomassie dažymą, galėjau įsivaizduoti, kaip SeMet padėjo išsaugoti citoskeletą – vidinius pastolius, palaikančius neurono struktūrą.
6-OHDA apdorotos ląstelės turėjo suskaidytus kontūrus ir silpną prisirišimą, o tos, kurios buvo iš anksto apdorotos SeMet, atrodė sveikos ir nepažeistos. Man šie vaizdai buvo daugiau nei duomenų taškai; jie buvo įrodymas, kad net labai jautrūs neuronai gali atkurti stabilumą, kai jiems suteikiama tinkama molekulinė parama.
Šis atradimas apibrėžia galimą terapinį seleno pagrindu veikiančios neuroprotekcijos langą. Jei panašius rezultatus galima atkurti gyvose sistemose, SeMet gali pasiūlyti būdą sustiprinti dopaminerginius neuronus prieš negrįžtamą praradimą. Kadangi Parkinsono liga paprastai diagnozuojama tik po to, kai maždaug 60 % šių neuronų jau miršta, ankstyva apsauga gali pakeisti intervencijos terminą nuo nuosmukio valdymo iki jo prevencijos.
Mano platesnis tyrimas taip pat tiria fokusuotą ultragarso stimuliaciją (FUS), neinvazinę techniką, kuri naudoja švelnią akustinę energiją, kad paveiktų neuronų veiklą. Viena įdomi perspektyva yra FUS derinimas su tokiais junginiais kaip SeMet, kad apsauginės molekulės būtų nukreiptos per kraujo ir smegenų barjerą būtent ten, kur jų reikia.
Manau, kad neuroprotekcijos ateitis slypi tokiuose mišriuose metoduose, kai biochemija ir fizika dirba kartu, kad išsaugotų smegenų funkciją. Kiekvieną kartą, kai žiūriu pro mikroskopą ir matau SeMet apdorotus neuronus, vis dar prisirišusius, vis dar švytinčius gyvybe, man primena, kad išgyvenimas biologijoje dažnai priklauso nuo pusiausvyros. Dopaminerginiams neuronams ir galbūt Parkinsono ligos ateičiai tą pusiausvyrą galima rasti tokiame mažame ir tiksliame dalyke, kaip tinkama seleno dozė.
Ši istorija yra „Science X Dialog“ dialogo dalis, kurioje mokslininkai gali pranešti apie savo paskelbtų mokslinių straipsnių išvadas. Apsilankykite šiame puslapyje, kad gautumėte informacijos apie „Science X Dialog“ ir kaip dalyvauti.