Uusia keinoja aivosairauksiin liittyvien signaalien vaimentamiseen

Itä-Suomen yliopiston ja Turun biotekniikan keskuksen tutkijat ovat löytäneet uusia tapoja estää moniin aivosairauksiin mahdollisesti liittyvän reitin aktivoituminen elimistössä, mikä saattaa avata oven entistä parempien hoitojen kehittämiselle.

NOS-1-proteiini tuottaa typpioksidia, joka toimii kemiallisena signaalina monien neurologisten häiriöiden, kuten hermoston rappeutumisen, aivohalvauksen, kroonisen kivun, ahdistuneisuuden ja masennustilojen taustalla. Nämä sairaudet ovat yleisiä työkyvyttömyyden ja kuoleman aiheuttajia, joihin on etsitty hoitokeinoja jo vuosikymmenten ajan. NOS-1-proteiinin toimintaa estävää turvallista lääkettä ei ole silti onnistuttu kehittämään.

Tutkijaryhmä on aiemmin havainnut, että NOS-1-proteiinin aiheuttama hermoston rappeutuminen tai aivovaurio edellyttää sen sitoutumista joko NOS1AP-proteiiniin (toiselta nimeltään CAPON-proteiini). Koska NOS1-proteiinin toimintaa ei ole mahdollista suoraan estää millään lääkkeellä, tutkijat selvittivät, voidaanko vaurioita rajoittaa estämällä NOS1AP-proteiinin sitoutuminen NOS-1-proteiiniin.

Nyt julkaistussa tutkimuksessaan he osoittivat, että NOS1AP sitoutuu NOS-1-proteiiniin yllättävän monimutkaisella tavalla, ja kehittivät kaksi erillistä tapaa estää proteiinien sitoutuminen.

Tutkimuksessa selvitettiin tarkasti mekanismia, jolla NOS1AP sitoutuu NOS-1-proteiiniin. NOS1-proteiinista löydettiin kaksi erillistä NOS1AP:n sitoutumiskohtaa, joihin NOS1AP sitoutuu kahdesta eri kohdasta. Sitoutuminen kumpaankin kohtaan voidaan estää. Toisessa estäjänä voidaan käyttää ryhmän aiemmin kehittämää peptidiä ja toisessa tätä tutkimusta varten kehitettyä uutta synteettistä proteiinia. Toisen sitoutumiskohdan löytyminen yllätti tutkijat, sillä näillä proteiineilla ei ole aiemmin kuvattu tällaista vuorovaikutusta eikä sitä myöskään ole osattu aiemmin etsiä. Estämällä kumman tahansa sitoutumiskohdan toiminta saatiin vähennettyä NOS-1:n aiheuttamia haitallisia signaaleja aivosoluissa. Samat tulokset saatiin useilla aivokudoksen alueilla, jotka ovat alttiita NOS-1-proteiinin aiheuttamalle rappeutumiselle.

Uudet havainnot helpottavat NOS-1-proteiinin aivoille vahingollisten signaalien vaimentamiseen perustuvien lääkkeiden suunnittelua, sillä nyt lääkekehitys voi keskittyä kahteen eri kohteeseen tai molempiin yhtä aikaa. Tämä saattaa mahdollistaa uusien lääkkeiden kehittämisen useisiin neurologisiin sairauksiin.

Tutkijat toivovat työnsä johtavan entistä parempiin neurologisten sairauksien, kuten aivohalvauksen, kroonisen kivun, masennusoireiden ja ahdistuneisuuden, hoitoihin. Aiheeseen liittyvä jatkotutkimus saattaa auttaa kehittämään hoitoja laajempaankin sairauksien kirjoon, sillä NOS1AP ja NOS-1 on yhdistetty myös muun muassa skitsofreniaan ja sydänperäiseen äkkikuolemaan.

Journal of Neuroscience -lehdessä 13. toukokuuta julkaistun tutkimuksen rahoittajia ovat Suomen Akatemia, Euroopan unioni, Itä-Suomen yliopisto, Suomen Kulttuurirahaston Pohjois-Savon rahasto, Magnus Ehrnroothin säätiö ja Turun yliopisto.

Lisätietoja:

MSc Lili Li, Itä-Suomen yliopisto, A.I. Virtanen -instituutti, lili.li@uef.fi

Erikoistutkija Michael Courtney, Turun yliopisto, biotekniikan keskus, p. +358 (0) 2 3338567, miccou@utu.fi

http://www.btk.fi/research/affiliated-groups/courtney-michael-neuronal-signal-pathways/

Tutkimusartikkeli:

Li-Li Li, Raquel M. Melero-Fernandez de Mera, Jia Chen, Wei Ba, Nael Nadif Kasri, Mingjie Zhang & Michael J. Courtney. Unexpected Heterodivalent Recruitment of NOS1AP to nNOS Reveals Multiple Sites for Pharmacological Intervention in Neuronal Disease Models. The Journal of Neuroscience May 13th 2015; 35(19):7349-7364.  DOI: 10.1523/JNEUROSCI.0037-15.2015

Yrityksestä

Itä-Suomen yliopisto on yksi Suomen suurimmista tiedeyliopistoista. Yliopiston toiminnassa korostuu monitieteisyys. Opetusta on yli sadassa pääaineessa. Tasokkaan opetuksen lisäksi yliopisto tarjoaa opiskelijoilleen nykyaikaisen opiskeluympäristön, jota kehitetään jatkuvasti. Yliopistolla on kampukset Joensuussa, Kuopiossa ja Savonlinnassa. Tiedekuntia on neljä: filosofinen tiedekunta, luonnontieteiden ja metsätieteiden tiedekunta, terveystieteiden tiedekunta sekä yhteiskuntatieteiden ja kauppatieteiden tiedekunta. Yliopistossa on noin 15 000 opiskelijaa ja se työllistää lähes 2 800 henkilöä.

Yhteyshenkilöt

  • Itä-Suomen yliopisto
    Joensuu / Kuopio / Savonlinna
    http://www.uef.fi
  • Joensuun kampus
    Yliopistokatu 2, PL 111, 80101 Joensuu
  • Kuopion kampus
    Yliopistonranta 1, PL 1627, 70211 Kuopio
  • Savonlinnan kampus
    Kuninkaankartanonkatu 5-7, PL 86, 57101 Savonlinna

Tilaa