Polscy naukowcy odkryli rolę enzymu MMP-9 w rozwoju padaczki.

Naukowcy z Instytutu Biologii Doświadczalnej im. M. Nenckiego PAN jako pierwsi na świecie odkryli rolę enzymu MMP-9 w rozwoju padaczki u gryzoni. Ich odkrycie daje nadzieję na opracowanie w przyszłości nowych leków dla osób chorych na padaczkę. Badacze zaobserwowali, że w niektórych synapsach mózgu występuje enzym MMP-9, który trawi inne białka na zewnątrz komórek, a jego nadmiar zwiększa ryzyko rozwinięcia się epilepsji. „Nasze doświadczenia pokazały istnienie nowego mechanizmu działania synaps i rozwoju padaczki. Jest to podstawą do rozpoczęcia badań nad rolą MMP-9 w padaczce u ludzi” – powiedział PAP dr Grzegorz Wilczyński, kierownik Pracowni Neuromorfologii w Instytucie Biologii Doświadczalnej im. M. Nenckiego PAN. Uzyskane wyniki są owocem współpracy pomiędzy zespołem dr. Wilczyńskiego i zespołem prof. Leszka Kaczmarka z tegoż Instytutu.

Komórki nerwowe łączą się ze sobą poprzez synapsy, czyli wyspecjalizowane struktury błonowe, pomiędzy którymi jest przestrzeń między synaptyczna, do której wydzielane są rozmaite przekaźniki (neurotransmitery), odgrywające podstawową rolę w przekazywaniu impulsów nerwowych. To, jak aktywny jest nasz mózg, zależy od pracy synaps. Na przykład przy uczeniu się czegoś nowego, niektóre z połączeń synaptycznych ulegają wzmocnieniu, co nazywane jest śladem pamięciowym.

„Synapsy zmieniają się w toku procesów myślowych – zwiększa się siła ich przekaźnictwa, mogą się rozciągać i kurczyć, i to nazywamy plastycznością” – wyjaśnił dr Wilczyński.

Mechanizmów odpowiedzialnych za plastyczność synaps jest kilka i głównie wiążą się ze zmianami receptorów neurotransmiterów oraz zmianami białek, które stanowią część cytoszkieletu, odpowiadającego za ruchy synapsy. Naukowcy zauważyli, że niektóre z synaps mających ulec zmianie, powiększały się nagle, rozpychając się w otoczeniu.

Postawili tezę, że synapsy wydzielają substancję trawiącą i niszczącą struktury ograniczające ich ruch. Podejrzenie padło na enzymy proteolityczne, które trawią białka. W ten sposób odkryto mechanizm, którego do tej pory nie brano pod uwagę podczas prac nad mózgiem i synapsami.

„MMP-9 to metaloproteinaza macierzy zewnątrzkomórkowej 9 – informuje naukowiec. – Jej działanie trawiące białko zależy od jonów cynku. Dalsze badania wykazały, że enzym ten jest syntezowany przez komórki nerwowe”.

Ponadto – kontynuuje dr Wilczyński – MMP-9 występuje tylko w części synaps. Na razie nie wiemy, dlaczego w niektórych jest, a w innych go nie ma. Wiemy tylko, że po pobudzeniu mózgu odsetek synaps zawierających MMP-9 wzrasta kilkakrotnie.

Plastyczność synaps, czyli kurczenie się i rozciąganie, odgrywa ważną rolę nie tylko w procesie uczenia się, ale i w chorobach o podłożu synaptycznym. Jedną z nich jest padaczka. Tutaj zmiany w synapsach są bardziej nasilone niż ma to miejsce w procesach uczenia się. „Sądzimy, że również po uszkodzeniu mózgu, po udarze, czy po zapaleniu może dochodzić do nadmiernej produkcji enzymu MMP-9 w synapsach” – dodaje badacz.

Naukowcy z Instytutu Biologii Doświadczalnej im. M. Nenckiego PAN prowadzili badania na gryzoniach. U myszy transgenicznych, pozbawionych genu kodującego MMP-9 okazało się, że zmiany plastyczne uległy wyraźnemu osłabieniu. U szczurów, które z powodu modyfikacji genetycznych produkowały więcej MMP-9 zmiany plastyczne nasilały się, zwiększając częstość epizodów padaczkowych.

Aby się jednak przekonać, czy hamowanie enzymu MMP-9 u człowieka zmniejszy objawy padaczki, potrzeba jest wielu lat badań. Po pierwsze trzeba wyjaśnić, czy odkrycia z modelu zwierzęcego przekładają się na życie człowieka.

„Trzeba przeprowadzić dokładne badania, poczynając od sprawdzenia czy MMP-9 jest w synapsach mózgu człowieka i czy ilość tego enzymu zwiększa się w mózgu osób chorujących na padaczkę” – podkreśla dr Grzegorz Wilczyński.

„Prace są w toku – dodaje naukowiec. – Ale nawet zakładając, że uzyskamy odpowiedź pozytywną, próby kliniczne będą musiały potrwać wiele lat. Oprócz tego, że terapie aktywne na modelach zwierzęcych nie działają często u ludzi, istnieje wiele rodzajów padaczki. My badamy padaczkę skroniową, najczęstszą padaczkę u dorosłych. Nie można jednak oczekiwać, że rola MMP-9 okaże się ważna we wszystkich typach tej choroby”.

PAP – Nauka w Polsce, Małgorzata Nowak

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany.

Możesz użyć następujących tagów oraz atrybutów HTML-a: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>