Tyrimas paaiškina, kaip sperminas gali apsaugoti nuo Alzheimerio ir Parkinsono ligos

Tyrimas paaiškina, kaip sperminas gali apsaugoti nuo Alzheimerio ir Parkinsono ligos

Paulo Scherrer instituto PSI mokslininkai paaiškino, kaip sperminas – maža molekulė, reguliuojanti daugelį procesų organizmo ląstelėse – gali užkirsti kelią ligoms, tokioms kaip Alzheimerio ir Parkinsono liga: jis daro tam tikrus baltymus nekenksmingus, veikdamas šiek tiek kaip sūris ant makaronų ir priversdamas juos sulipti. Šis atradimas galėtų padėti kovoti su tokiomis ligomis. Tyrimas dabar buvo paskelbtas moksliniame žurnaleGamtos bendravimas.

Mūsų gyvenimo trukmė ir toliau ilgėja, o kartu ir su amžiumi susijusių ligų, įskaitant neurodegeneracines ligas, tokias kaip Alzheimerio ir Parkinsono liga, dažnis. Šias ligas sukelia žalingų baltymų struktūrų susikaupimas smegenyse, sudarytomis iš netinkamai susiklosčiusių amiloidinių baltymų. Jų forma primena pluoštus arba spagečius. Iki šiol nėra veiksmingos terapijos, kuri užkirstų kelią tokiems susikaupimams ar juos pašalintų.

Tačiau natūraliai organizme esanti molekulė, vadinama sperminu, teikia vilties. Mokslininkai, vadovaujami tyrimo vadovo Jinghui Luo iš Gyvybės mokslų centro prie Paulo Scherrer instituto PSI, atlikdami eksperimentus išsiaiškino, kad ši medžiaga gali pailginti mažų nematodų kirmėlių gyvenimo trukmę, pagerinti jų mobilumą senatvėje ir sustiprinti jų ląstelių – mitochondrijų – jėgaines. Konkrečiai, mokslininkai pastebėjo, kaip sperminas palaiko organizmo imuninę sistemą, pašalindamas nervus žalojančias amiloidinių baltymų sankaupas.

Naujos išvados galėtų būti pagrindas kuriant naujus tokių ligų gydymo būdus.

Centrinis ląstelių procesų tarpininkas

Sperma yra gyvybiškai svarbi medžiaga organizmui. Tai vienas iš vadinamųjų poliaminų, kurie yra santykinai mažos organinės molekulės. Spermatozoidai, pirmą kartą atrasti daugiau nei prieš 150 metų, pavadinti sėklinio skysčio vardu, nes ten randama ypač didelėmis koncentracijomis. Tačiau jo yra ir daugelyje kitų kūno ląstelių – ypač aktyvių ir galinčių dalytis.

Sperminas skatina ląstelių mobilumą ir aktyvumą bei kontroliuoja daugybę procesų. Jis pirmiausia sąveikauja su genomo nukleorūgštimis ir taip reguliuoja genų ekspresiją bei jų pavertimą baltymais. Tai užtikrina, kad ląstelės gali tinkamai augti ir dalytis ir galiausiai mirti. Sperma taip pat atlieka pagrindinį vaidmenį svarbiame ląstelių procese, vadinamame biomolekuline kondensacija: Šiame procese tam tikros makromolekulės, tokios kaip baltymai ir nukleorūgštys, atsiskiria ir susirenka į lašelius panašioje ląstelėje, todėl ten gali vykti svarbios reakcijos.

Kalbant apie neurodegeneracines ligas, tokias kaip Alzheimerio ar Parkinsono liga, anksčiau buvo įrodymų, kad sperminas gali apsaugoti nervų ląsteles ir palengvinti su amžiumi susijusį atminties praradimą. Tačiau iki šiol trūko tikslesnio supratimo apie tai, kaip sperminas kišasi į nervus žalojančius procesus – žinių, kurios galėtų iš to gauti medicininės naudos.

Pagalba šalinant ląstelių atliekas

Jinghui Luo grupė dabar tai išsamiau ištyrė. Be optinės mikroskopijos, mokslininkai taip pat naudojo SAXS sklaidos technologiją PSI sinchrotrono šviesos šaltinio Šveicarijoje SLS, kad išsiaiškintų šių procesų molekulinę dinamiką. Tyrimai buvo atlikti stikliniame kapiliare (in vitro) ir gyvame organizme (in vivo). Nematodas C. elegans buvo pavyzdinis organizmas.

Paaiškėjo, kad sperminas naudoja biomolekulinę kondensaciją, kad kenksmingi baltymai kauptųsi ir tam tikru mastu suliptų. Tai įgalina procesą, vadinamą autofagija, kuris įprastai vyksta mūsų ląstelėse: pažeisti arba nereikalingi baltymai suvyniojami į mažas membranines pūsleles ir saugiai suskaidomi naudojant fermentus – tai praktiškai natūralus perdirbimo procesas.

Autofagija yra veiksmingesnė gydant didesnius baltymų gabalėlius. O sperminas, galima sakyti, yra rišamoji medžiaga, kuri sulaiko sruogas. Tarp molekulių yra tik silpnai patrauklios elektrinės jėgos, kurios jas organizuoja, bet tvirtai nesusieja viena su kita.

Jinghui Luo, studijų direktorius

Visą dalyką, sako Luo, taip pat galima įsivaizduoti kaip lėkštę spagečių. „Sperminas yra kaip sūris, surišantis ilgus plonus makaronus jų nesulipdamas, todėl juos lengviau virškinti.

Ieškote: tinkamo ingredientų derinio

Sperma taip pat turi įtakos kitoms ligoms, įskaitant vėžį. Čia taip pat reikalingi tyrimai, siekiant išsiaiškinti veikimo mechanizmus – tada būtų galima įsivaizduoti spermino pagrindu veikiančius terapinius metodus. Be spermino, yra daug kitų poliaminų, kurie atlieka svarbias organizmo funkcijas, todėl yra svarbūs medicinoje. Todėl šios srities tyrimai turi didelį potencialą. „Jei geriau suprantame pagrindinius procesus, – sako Luo, – galime pagaminti skanesnius ir lengviau virškinamus patiekalus, taip sakant, nes tada tiksliai žinome, kokie prieskoniai ir kokiais kiekiais padažas yra ypač skanus.

Dirbtinis intelektas taip pat naudojamas šioje paieškoje, nes jis, remdamasis visais turimais duomenimis, gali daug greičiau apskaičiuoti daug žadančius „padažo ingredientų“ derinius. Luo taip pat atkreipia dėmesį į tai, kad šiam ir vėlesniems tyrimams taip pat svarbūs laiko išsklaidymo matavimo metodai ir didelės raiškos vaizdavimas, galintis vaizduoti tokius procesus realiu laiku ir iki tarpląstelinio lygio. Be PSI, tokie metodai prieinami tik keliose kitose sinchrotroninėse patalpose visame pasaulyje.

Šaltiniai: