Mart Saarma töörühm avastas ajurakke kaitsva valgu
Seda häda on tuntud antiikajast alates, ent põhjuseni on jõutud alles viimase poole sajandi jooksul. Haigust kirjeldas nüüdisarstiteaduse jaoks 1817. aastal Briti arst James Parkinson. Parkinsoni tõveks ristis selle aga prantslane Jean-Martin Charcot, neurooside Napoleon, 1862. aastal, jäädvustades selle häda ja viletsust tekitava tõve kaudu oma Briti kolleegi nime. Haiguse biokeemilistele põhjustele jõudis jälile poole sajandi eest Rootsi arstiteadlane Arvid Carlsson, kes võitis oma avastuste eest Nobeli auhinna.
Kuid seda rasket haigust ei suudeta ravida tänini. Seevastu patsientide suhteline osa rahvastikus üha suureneb. Haiguse sümptomiks on lihaste jäikus, värinad, liikumise aeglus. Parkinsoni tõbi esineb siis, kui dopamiini tootvad aju närvirakud hakkavad surema, kusjuures selle suremise põhjusi veel ei tunta. Dopamiin on aine, mille kaudu närvirakud reguleerivad liikumist kontrollivaid aju osi. Rakkude allakäik areneb aeglaselt, ent kindlalt. Nüüdsed ravimid vaid kergendavad haiguse sümptomeid, kuid ei ravi. Nende toime aitab suurendada dopamiini määra ajus või siis aktiveerida dopamiini retseptoreid.
Närve hooldav valk
Teadlaste avastatud uus valk väidetavalt kaitseb dopamiini tootvaid rakke ohtlike toksiinide eest, mis ajus tekivad. “Me oleme avastanud närvirakke kaitsva ja hooldava valgu, mis stimuleerib ja reguleerib närvirakkude eluspüsimist. See uus neuro-troofiline faktor (neurotroof) suudab hoida närvirakud elusana, mis on oluline näiteks Parkinsoni tõve ravimisel,” kommenteerib Helsingi ülikooli biotehnoloogia instituudi direktor Mart Saarma. Sellest valgust, millel on keeruline nimi “evolutsioonis kinnistunud dopamiini neurotroofiline faktor” ja lühendkood CDNF, avaldasid teadlased 5. juulil artikli teadusajakirjas Nature. Artikli autorite seas on peale akadeemik Mart Saarma veel kaks eesti teadlast, Toomas Timmusk ja Jaan-Olle Andressoo.
Koostöös Helsingi ülikooli farmaatsiateaduskonna professori Raimo K. Tuomisega süstisid teadlased oma avastatud valku CDNF rottide aju piirkonda, kuhu suubuvad dopamiini tootvate närvirakkude jätked ja kuhu nad vabastavad dopamiini. Need närvirakud paiknevad aju keskel piirkonnas, mis kannab ladinakeelset nime substantia nigra ehk siis mustollus. Siis süstisid nad ajju mürgist kemikaali, mis kutsub esile dopamiini tootvate närvirakkude surma, nagu Parkinsoni haiguse korral. Nad avastasid, et uus valk kaitseb närvirakke kahjustuse eest. Siis katsetati valku rottidel, kellel olid juba Parkinsoni haiguse sümptomid. Selgus, et umbes kaks kolmandikku tõvest kahjustatud närvirakke püsis elus ja taastus. Seega suudab uus valk kahjustunud dopamiini tootvaid närvirakke ka ravida.
Valk on seni tuntud neuro-troofilistest faktoritest ehk kasvufaktoritest erinev, sest toimib põhiliselt vaid dopamiini tootvatele aju närvirakkudele. See avastati tema tootmist juhtiva geeni avaldumise kaudu. “CDNF-i aminohappeline järjestus on teada ja uue valgu ruumilist struktuuri praegu ana-lüüsime,” ütleb Saarma. “Insenertehnoloogilisi meetodeid kasutades “toodame” seda valku putukarakkudes või siis loomade rakkudes koekultuuride abil. Oleme patenteerinud uue närvikasvufaktori ja selle kasutamise nii Euroopas kui ka USA-s.”
Miks siis selline valk kaitseb ohustatud närvirakke? Umbes samal moel, kui siiani teada olnud kasvufaktorid, neurotroofilised faktorid, mis peatavad närvirakkude programmeeritud surma, nn apoptoosi. Neuro-troofilised faktorid on väikesed valgud, mis organismi kasvu jooksul reguleerivad närvirakkude täiskasvamist, eluspüsimist ja nende hulka. Täiskasvanud organismis aga edendavad nad neuriitide hargnemist ja rakkude koostööd. Neid on kolme liiki – neurotrofiinid, neurokiinid ja gliiapärased neurotroofilised faktorid, mis kuuluvad nn GDNF-i perekonda.
Kuidas neurotroofid töötavad perifeerses närvisüsteemis, on küllalt hästi teada, kuid kesknärvisüsteemi puhul ei ole see kaugeltki nõnda. Ajus esinev gliiapärane neurotroofiline faktor GDNF on olnud Mart Saarma ja ta kolleegide huviorbiidis juba aastaid. Asi on väga oluline, kuna GDNF-i perekond on osutunud eriti tõhusaks vahendiks, takistamaks dopamiini tootvate ajurakkude surma. Paraku on GDNF-ilt leitud ka kahjulikke kõrvalmõjusid. Lootus on, et leidub paremaid faktoreid, mis aitaksid ennetada närvikava, dopamiini kesknärvisüsteemi hävitavaid haigusi. CDNF näib olevat selline faktor.
Tumeda aine saladus
Umbes üks igast sajast üle 60-aastasest Maa elanikust ei suuda oma liigutusi piisavalt kontrollida. Ajupiirkond substantia nigra, mustollus, kõlab umbes samamoodi kui universumi tume aine, mida astronoomid pole siiani näinud. Siiski teatakse must-ollusest enam kui tumedast ainest. Kuid ometi ei mõisteta, miks Parkinsoni haiguse korral dopamiini tootvad närvirakud kahjustuvad ja surevad. See võiks olla mustolluse saladus.
Saarma rühma teadlased näitasid, et nende leitud valk CDNF avaldub hiirtel ja rottidel just neis aju piirkondades, kus tegutsevad dopamiini tootvad närvirakud ja mida nimetatakse mustolluseks. Mis eriti huvitav – see valk ei avalda mõju teistlaadi närvirakkudele, mis tegelevad keha liikumisega ja aistimisega.
Nagu öeldud, vallandab väikese annuse 6-hüdroksüdopamiini nimelise mürgi süstimine sellesse roti aju piirkonda dopamiinergiliste rakkude hävingu. Seejärel CDNF-i manustamine aga peatab rakkude laostumise.
On kummaline, et geneetikute poolt läbi ja lõhki uuritud äädikakärbsel polnud siiani leitud närvisüsteemi arengut reguleerivaid neurotroofseid faktoreid. Saarma töörühma laborikatsed näitasid, et neil putukatel arendab närvisüsteemi hoopis CDNF-iga suguluses olev faktor nimega MANF, mis on esimene selgrootutel leitud neurotroofiline faktor. Teadlased spekuleerivad, et võib-olla on CDNF esimene evolutsiooniliselt kinnistunud ehk konserveerunud neurotroofiline faktor, sellest on tuletatud ka valgu nimi.
Töö on siiski algstaadiumis – vajatakse katseid ka teiste loomadega, enne kui algavad kliinilised inimkatsed Parkinsoni haigusega patsientidel.
Kuna aju dopamiini neuronid osalevad uimastisõltuvuse tekkes, siis on CDNF-il kindlasti roll selles protsessis. “Milline see on, seda me üritame samuti uurida,” ütleb Saarma. “Näiteks hiired, kellel GDNF-i tase on poole madalam, tekib morfiini ja kokaiini sõltuvus palju rutem kui normaalsel hiirel.”
