Nu există încă un remediu pentru scleroza laterală amiotrofică, care ucide majoritatea pacienților la trei până la cinci ani de la apariția primelor simptome și este o boală mai frecventă decât ar putea părea: Numai în Statele Unite despre 5.600 de cazuri noi sunt diagnosticate în fiecare an.
O echipă de neuroștiințieri de la Massachusetts Institute of Technology (MIT) din Cambridge, Statele Unite, a găsit noi dovezi că un eșec al reparației ADN-ului deteriorat stă la baza originii sclerozei laterale amiotrofice și, probabil, și a altor boli neurodegenerative, cum ar fi de exemplu boala Alzheimer.
Ceea ce a fost descoperit în noul studiu implică faptul că medicamentele care consolidează capacitatea de a repara ADN-ul în neuroni ar putea ajuta pacienții cu scleroză laterală amiotrofică, după cum a argumentat Li-Huei Tsai, directorul Institutului Picower pentru învățare și memorie, atașat la MIT și coautor al studiului în care s-a făcut această constatare promițătoare.
Neuronii sunt printre celulele corpului uman care trăiesc cel mai mult. În timp ce alte celule sunt adesea înlocuite, de regulă, mulți dintre neuronii noștri sunt păstrați de-a lungul vieții. În consecință, neuronii pot acumula o mulțime de leziuni ale ADN-ului și, din această cauză, sunt deosebit de vulnerabili la problemele care apar din astfel de daune, mai ales dacă repararea ADN-ului nu se face corect din anumite motive.
Genomul nostru este în mod constant deteriorat, iar pauzele în catenele ADN sunt de zi cu zi. Din fericire, aceasta nu este o problemă serioasă, deoarece avem în interior utilajele necesare pentru a le repara. Dar dacă acest utilaj de reparație nu funcționează destul de bine, neuronii ajung să fie cele mai deteriorate celule.
HDAC1 este o enzimă care reglează genele prin modificarea cromatinei, care constă în ADN înfășurat în jurul unui nucleu central de proteine numite histone. Activitatea normală a HDAC1 determină ADN-ul să se înfășoare mai strâns în jurul histonelor, împiedicând exprimarea genelor. Cu toate acestea, celulele, inclusiv neuronii, exploatează, de asemenea, capacitatea HDAC1 de a strânge cromatina pentru a stabiliza catenele de ADN rupte și a promova repararea.
HDAC1 funcționează în cooperare cu o enzimă numită sirtuină 1 (SIRT1) pentru a repara ADN-ul și a preveni acumularea de daune care ar putea fi un declanșator pentru neurodegenerare.
Atunci când un neuron suferă rupturi cu două fire, SIRT1 migrează în câteva secunde către locurile deteriorate, unde recrutează foarte rapid HDAC1 și alți factori de reparație. SIRT1 stimulează de asemenea activitatea enzimatică a HDAC1, ajutând la spargerea capetelor rupte ale ADN-ului.
SIRT1 a câștigat recent vizibilitate ca proteină care promovează longevitatea și oferă protecție împotriva bolilor, inclusiv diabetului și bolii Alzheimer. Grupul Tsai consideră că rolul acestei proteine în repararea ADN-ului contribuie semnificativ la aceste efecte benefice.
În încercarea de a identifica mai multe substanțe care lucrează alături de HDAC1 în repararea ADN-ului, Tsai și colegii săi și-au concentrat atenția asupra unei proteine numite FUS (Fused In Sarcoma). Gena FUS corespunzătoare se află într-una dintre cele mai frecvente poziții pentru mutațiile care provoacă forme ereditare de scleroză laterală amiotrofică.
Echipa lui Tsai, Wen-Yuan Wang și Ling Pan, au descoperit că FUS apare rapid la fața locului când ADN-ul este deteriorat, ceea ce sugerează că FUS orchestră răspunsul reparativ. Una dintre funcțiile sale este de a recruta HDAC1 pentru a acționa la locul unde ADN-ul a fost deteriorat. Fără el, HDAC1 nu apare și reparația necesară nu este efectuată. Tsai consideră că FUS ar putea fi implicat și în detectarea rapidă a daunelor ADN-ului.
Cel puțin 50 de mutații au fost găsite în gena FUS care determină scleroza laterală amiotrofică. Majoritatea acestor mutații au loc în două secțiuni ale proteinei FUS. Echipa MIT a cartografiat interacțiunile dintre FUS și HDAC1 și a constatat că acele două secțiuni ale FUS se conectează la HDAC1.
Descoperirile făcute în această cercetare sugerează că medicamentele care promovează repararea ADN-ului, inclusiv activatori ai HDAC1 și SIRT1, ar putea ajuta la combaterea efectelor sclerozei laterale amiotrofice. Un grup promițător de activatori ai SIRT1 se află deja într-o fază foarte avansată de proiectare și a început să fie testat în studiile clinice, în vederea utilizării sale viitoare în tratamentul diabetului.
