skip to Main Content
DANE KONTAKTOWE Fundacji SMA:

Formularz kontaktowy

Prosimy wpisać dane kontaktowe i krótką wiadomość. Postaramy się odpowiedzieć jak najszybciej.

Co piszczy w nauce? Białko synaptotagmina chroni neurony ruchowe w modelach SMA i ALS

Zapraszam Was do zapoznania się z krótkim opisem pracy, która pod koniec stycznia ukazała się w Acta Neuropathologica1. Naukowcy identyfikują i opisują w nim białko, które może działać ochronnie na neurony dotknięte w ALS i SMA. Publikacja jest efektem współpracy pomiędzy badaczami z Włoch i Szwecji pod przewodnictwem profesor Stefanii Corti i profesor Evy Hedlund. Z artykułu wynika, że białko synaptotagmina 13 (SYT13) działa neuroprotekcyjnie w chorobach neuronów ruchowych – ALS i SMA, czyli chroni neurony przed śmiercią.

SMA nie muszę nikomu przedstawiać, ale ALS zasługuje na kilka słów wstępu. ALS (lub SLA), czyli stwardnienie zanikowe boczne, jest najczęstszą chorobą neuronów ruchowych u dorosłych. Zaledwie 20% przypadków to przypadki uwarunkowane genetycznie, a 20% jest dalej podzielone na mniejsze części – choroba wynika z mutacji różnych genów. Aż 80% przypadków tej choroby nie jest dziedziczone i w większości nie wiadomo, jaka jest jej przyczyna, a tam, gdzie wiadomo, okazuje się, że u różnych chorych są różne przyczyny. To bardzo utrudnia odnalezienie skutecznego leku. Na rynku dostępny jest jeden lek, który działa niewiele lepiej niż placebo – średnio przedłuża życie o 3 miesiące.

Dlaczego badacze zdecydowali się zbadać wpływ synatotagminy (SYT13) na neurony w  ALS i SMA?

Zarówno ALS i SMA w największym stopniu dotyka neurony ruchowe zlokalizowane w rdzeniu kręgowym. Jednakże, w obu tych chorobach istnieje typ neuronów ruchowych, który jest odporny i nie ulega zanikowi nawet w końcowych fazach – to m.in. neurony znajdujące się w nerwie okołoruchowym, który odpowiada za ruch gałki ocznej.

W ciągu ostatniej dekady ta grupa badawcza opublikowała dwa inne artykuły (2,3). Jednym z ich elementów było porównanie neuronów w rdzeniu kręgowym – tych dotkniętych w ALS i SMA oraz neuronów nerwu około ruchowego – tych odpornych na degenerację. Te badania były przeprowadzone na myszach lub szczurach. W obu badaniach zaobserwowano, że neurony odporne na degenerację w ALS mają więcej SYT13 niż te, które umierają w tej chorobie.

Naukowcy postawili hipotezę: SYT13 zwiększa i chroni neurony ruchowe w ALS i SMA oraz zapobiega ich śmierci.

Jakie doświadczenia przeprowadzili badacze, żeby zweryfikować tę hipotezę?

Walidacja w tkankach ludzkich

Pierwszym krokiem było sprawdzenie czy również u ludzi SYT13 jest obecne w większej ilości w neuronach odpornych na degenerację. Naukowcy przebadali neurony okołoruchowe i rdzeniowe pozyskane od pacjentów zmarłych na ALS. Ich obserwacje potwierdziły się również u ludzi.

Badania in vitro na komórkach

W laboratoriach na całym świecie powszechnie używa się modelów komórkowych wielu chorób, zanim rozpocznie się pracę na zwierzętach. Na komórkach pracuje się szybciej (szybko się dzielą), łatwiej (są prostsze w budowie) i nie trzeba wykorzystywać do tego zwierząt. W tej publikacji użyto trzech modeli neuronów ruchowych, które stworzono z komórek macierzystych pobranych od pacjentów:

  • model ALS, forma rodzinna (genetyczna)
  • model ALS, forma sporadyczna (niedziedziczna)
  • model SMA.

W tych komórkach zwiększono ilość SYT13 i porównano ich ‘zdrowie’ z tymi nieleczonymi.

Faktycznie okazało się, że SYT13 uchroniła część neuronów ruchowych przed śmiercią i stało się tak, we wszystkich trzech modelach. Na obrazku niżej na zielono zaznaczone są neurony ruchowe modelu ALS. Po lewo znajdują się komórki nieleczone, a po prawo komórki leczone (z większą ilością SYT13). Widać, że SYT13 zwiększyła liczbę neuronów ruchowych.

Badania in vivo – na myszach

Ponieważ SYT13 pokazało obiecujące wyniki na komórkach, zdecydowano się na przeprowadzenie badań na myszach. Wykorzystano mysi model ALS i mysi model SMA. Schemat był podobny – u części myszy zwiększono ilość białka SYT13 i porównano z nieleczonymi myszami. W obu przypadkach SYT13:

  • przedłużyło długość życia leczonych myszy
  • zapobiegło degeneracji części neuronów
  • poprawiło połączenie nerwowe między neuronami a mięśniami.

Co z tego wynika?

Ta praca jest ciekawa dlatego, że identyfikuje białko, które może działać ochronnie na neurony ruchowe, niezależnie od tego, jaka jest przyczyna ich degeneracji. Oznacza to, że może to służyć szerszej grupie pacjentów, na przykład takim, u których nieznana jest przyczyna ich choroby. SMA jest dość wyjątkową chorobą pod tym względem, bo nie dość, że 97% przypadków ma taką samą przyczynę, to jeszcze wszyscy chorzy posiadają zapasowy gen, który można wykorzystać w terapii. ALS jak napisałam wyżej, jest po drugiej stronie spektrum – przyczyny są bardzo różnorodne, a w większości nie są w ogóle znane. Choroba o tak różnorodnym podłożu jak ALS potrzebuje takiego leczenia, które będzie chroniło neurony, niezależnie od przyczyny. SYT13 może być takim kandydatem.

W kontekście SMA zaczyna powoli mówić się o tak zwanych lekach drugiej generacji lub terapiach SMN+. Obecnie mamy terapie, które zwiększają ilość białka SMN, co działa na przyczynę choroby. Wiemy jednak, że nie jest to wystarczające. Połączenie terapii np. nusinersenem z lekami o działaniu chroniącym neurony (poprzez inny mechanizm niż SMN) może działać lepiej niż sam nusinersen.

Mam nadzieję, że się podobało.

— Ania


Na podstawie:

  1. Nizzardo M, Taiana M, Rizzo F, Aguila Benitez J, Nijssen J, Allodi I, et al. Synaptotagmin 13 is neuroprotective across motor neuron diseases. Acta Neuropathol [Internet]. 2020;(0123456789). Available from: https://doi.org/10.1007/s00401-020-02133-x
  2. Hedlund E, Karlsson M, Osborn T, Ludwig W, Isacson O. Global gene expression profiling of somatic motor neuron populations with different vulnerability identify molecules and pathways of degeneration and protection. Brain. 2010;133(8):2313–30.
  3. Kaplan A, Spiller KJ, Towne C, Kanning KC, Choe GT, Geber A, et al. Neuronal matrix Metalloproteinase-9 is a determinant of selective Neurodegeneration. Neuron [Internet]. 2014;81(2):333–48. Available from: http://dx.doi.org/10.1016/j.neuron.2013.12.009
Doniesienia naukowe
1. Doniesienia ze świata nauki
2. Ilość białka SMN jest najwyższa w okresie płodowym i znacząco spada w pierwszych trzech miesiącach życia
3. Powrót do szkoły – genetyka dla SMAków
4. Genetyka dla SMAków część II: Genetyka osoby zdrowej i chorej na SMA oraz zapasowy gen
5. Genetyka dla SMAków cz. III: Molekularny plaster – Jaki jest mechanizm działania nusinersenu?
6. Czy SMA spełnia kryteria do włączenia do badań przesiewowych? [spoiler alert: TAK!]
7. Genetyka dla SMAków, część IV: Terapia genowa Zolgensma, czyli jak zaprzęgnięto wirusy do leczenia ludzi
8. Co piszczy w nauce? Białko synaptotagmina chroni neurony ruchowe w modelach SMA i ALS
9. Co piszczy w nauce – Dlaczego neurony umierają pierwsze?
10. Krew – magia w probówce. Część pierwsza: morfologia
11. Dla zainteresowanych SMARD1
12. Krew – magia w probówce. Cześć druga: krzepnięcie i biochemia z immunologią
Back To Top