Tekstin koko

Prolyylioligopeptidaasiin (POP, PEP, PREP) liittyvät tutkimukset (2019)

Dos. Myöhäsen ryhmän (Helsingin yliopiston farmasian tiedekunta, farmakologia) uusimpien väitöskirjojen (Svarcbahns, Julku) osatöistä viimeisimmät ovat ilmestyneet, ja niihin liittyviä katsauksia ja menetelmiä on julkaistu. Usean vuoden takaiset havainnot osoittivat PREP-estäjien vähentävän alfa-synukleiinin oligomeerien ja jopa sakkaumien määrää ja myös niiden muodostumista. Nämä osoitettiin aikanaan niin liuoksissa, soluviljelmissä että koe-eläinten aivoissa. Nyt on tutkittu tämän ilmeisen hyödyllisen liuotusvaikutuksen mekanismia. Uusi havainto on se, että PREP-estäjät aktivoivat autofagien toimintaa, joiden sisällä oligomeerit ja sakkakin pilkkoutuvat harmittomiksi tuotteiksi. Myöhäsen tutkimusten perusteella tätä toimintoa ajaa proteiinifosfataasi 2A:n aktivoituminen. PREP-esto ja PREP:n poistaminen (PREP knock-out) stimuloivat autofagiaa, PREP:in lisääminen inhiboi sitä. Vastaavat signalointireitit onnistuttiin varsin hyvin mittaamaan ja tulokset sopivat mainiosti yhteen. PREP tuntuisi siis olevan merkittävä säätelytekijä. Proteiinifosfataasi 2A on monessa mukana, joten PREP-estäjillä saattaa olla muitakin sovelluksia kuin PD. Ilmeisesti PREP-inhibitio sinänsä ei ole keskeistä (ks. alla). (9*).

PREP-eston voimakkuus ei  näyttänyt suoraan korreloivan autofagian aktiivisuuteen eli varsin heikotkin PREP-estäjät voivat stimuloida fosfataasi 2A:ta ja aktivoida autofagiaa. Tämä on todettu jo vanhoilla PREP-estäjillä, joita Myöhäsen Kuopion aikoina syntetisoitiin satoja ja nyt uusilla PREP-estäjillä. Näissä Wallenin ryhmän syntetisoimissa yhdisteissä ongelmallinen elektrofiilinen ryhmä on korvattu tetratsolilla. Tämän ryhmän sisällä heikotkin PREP-estäjät toimivat autofagian suhteen yhtä hyvin kuin vahvat. (10).

Mielenkiintoinen havainto saatiin Huntingtonin taudin solumallilla. PREP-estäjä esti polyQ:n aggregaatiota tehokkaasti (11). Liekö aggregaatiota estävä vaikutus lavennettavissa monenlaisiin sakkaumiin, ei vain alfa-synukleiiniin ja polyQ:hon?

Toinen Huntingtonin tautiin liittyä tutkimus on metodologinen. Työssä tutkittiin dopamiinireseptorien kuvantamista zQ175 delta neo KI (zQ175DN KI) Huntingtonin taudin hiirimallia, joka on suomalaisten toimesta aiemmin hyvin karakterisoitu. Dopamiinireseptoreiden toimintaa Huntingtonin taudissa on aiemmin kuvannettu [11C] raklopridilla, mutta [18F] fallypridilla on liki tuhatkertainen affiniteetti dopamiini D2/D3-reseptoriin, joten hiiren PET kuvauksen tarkkuus paranee ratkaisevasti. Tutkimuksessa kehitettiin parannettu [18F]fallypridin synteesimenetelmä. Sairaiden zQ175DN KI hiirien fenotyypin muutosta tutkittiin PET skannauksella uutta ligandia käyttäen 9–10 kk ja 12–13 kk iässä. Lopuksi mitattiin autoradiografialla D2/D3 reseptoreiden tiheydet striatumissa. Merkittävä aleneminen D2/D3 reseptoreihin sitoutumisessa havaittiin ajan funktiona. Matala sitoutuminen vahvistettiin autoradiografialla kokeen lopussa. Nämä tulokset vastaavat havaintoja Huntingtonin taudin muutoksista potilailla.  (12).

Itä-Suomen yliopistossa (FaT Aaro Jalkasen ryhmä) tutkittiin stressattuja soluviljelmiä. Tulehduksellinen stressi aiheutettiin LPS:llä (lipopolysakkaridi) tai gamma-interferonilla. Tällainen vaurio alensi PREP-aktiivisuutta mikrogliasolujen sisällä, mutta lisäsi sitä solujen ulkopuolella. PREP siis erittyi stressin aikana soluista ulos. Solunulkoinen PREP-nousu osoitettiin useilla menetelmillä. Selektiivinen PREP-estäjä KYP-2047 suojasi mikrogliaa kuolemalta ja vähensi tulehdustekijöitä. Tarjolla on siis kilpaileva vaikutusmekanismi PREP-estäjien hyödylliselle vaikutukselle PD:ssa? (13).

Myöhäsen ryhmä on karakterisoinut tehokasta PD-eläinmallia, jossa hiirillä on kaksi kriittistä mutaatiota alfa-synukleiinigeenissä (A30P ja A53T) samalla eläimellä. Tällainen kaksoismutaatio aiheuttaa havaittavia oireita jo 3 kk iästä alkaen, kun yksittäisten mutaatioiden vaikutus näkyy vasta vuoden ikäisillä hiirillä. Myös alfa-synukleiinin oligomeerit ja alentunut dopamiinitaso striatumissa näkyvät 3 kk iässä. Amfetamiinin aiheuttaman liikevasteen heikkous on havaittava liikemuutos. Epäilemättä tämä kaksoismutaatiomalli on toistaiseksi paras geenimalli PD-tutkimuksiin. (14).

Helsingin PREP-ryhmällä on myös omiin tuloksin pohjautuva katsaus-”commentary”. (15).