โปรตีนตัวเดียวสามารถปลดล็อกการสูญเสียการมองเห็นที่เกี่ยวข้องกับอายุได้อย่างไร

การวิจัยนำโดย Sanford Burnham Prebys ศาสตราจารย์ Francesca Marassi, Ph.D. ช่วยเปิดเผยความลับระดับโมเลกุลของการเสื่อมสภาพของเม็ดสีซึ่งทำให้เกือบ 90% ของการสูญเสียการมองเห็นที่เกี่ยวข้องกับอายุทั้งหมด การศึกษาซึ่งตีพิมพ์เมื่อเร็วๆ นี้ใน Biophysical Journalอธิบายถึงโครงสร้างที่ยืดหยุ่นของโปรตีนในเลือดที่สำคัญซึ่งเกี่ยวข้องกับการเสื่อมสภาพของจุดภาพชัดและโรคอื่นๆ ที่เกี่ยวข้องกับอายุ เช่น อัลไซเมอร์และหลอดเลือด

7 กันยายน 2565 Sanford Burnham Prebys Medical Discovery Institute

Marassi กล่าวว่า “โปรตีนในเลือดอยู่ภายใต้ความดันคงที่และเปลี่ยนแปลงไปเนื่องจากเลือดไหลเวียนไปทั่วร่างกายต่างกัน “ตัวอย่างเช่น เลือดไหลช้าลงผ่านหลอดเลือดขนาดเล็กในดวงตา เมื่อเทียบกับหลอดเลือดแดงขนาดใหญ่รอบหัวใจ โปรตีนในเลือดจำเป็นต้องสามารถตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงเหล่านี้ และการศึกษานี้ให้ความจริงพื้นฐานเกี่ยวกับวิธีที่พวกมันปรับตัวให้เข้ากับสภาพแวดล้อม ซึ่งมีความสำคัญต่อการกำหนดเป้าหมายโปรตีนเหล่านั้นสำหรับการรักษาในอนาคต”

มีโปรตีนหลายร้อยชนิดในเลือดของเรา แต่นักวิจัยได้เน้นไปที่ไวโตรเนกติน ซึ่งเป็นหนึ่งในโปรตีนที่มีมากที่สุด นอกจากการหมุนเวียนในเลือดที่มีความเข้มข้นสูงแล้ว vitronectin ยังพบได้ในโครงนั่งร้านระหว่างเซลล์และยังเป็นส่วนประกอบสำคัญของคอเลสเตอรอลอีกด้วย

Vitronectin เป็นตัวการสำคัญในหลายโรคที่เกี่ยวข้องกับอายุ แต่สำหรับทีมของ Marassi เป้าหมายที่มีแนวโน้มมากที่สุดคือความเสื่อมของจุดภาพชัด ซึ่งส่งผลกระทบต่อผู้คนมากถึง 11 ล้านคน ในสหรัฐอเมริกา ตัวเลขนี้คาดว่าจะเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่าภายในปี 2050

“โปรตีนชนิดนี้เป็นเป้าหมายที่สำคัญสำหรับการเสื่อมสภาพของเม็ดสี เพราะมันสะสมอยู่ที่ด้านหลังดวงตา ทำให้สูญเสียการมองเห็น การสะสมที่คล้ายกันปรากฏในสมองในโรคอัลไซเมอร์และในหลอดเลือดแดงในหลอดเลือด” Marassi กล่าว “เราต้องการทำความเข้าใจว่าเหตุใดจึงเกิดขึ้นและใช้ประโยชน์จากความรู้นี้เพื่อพัฒนาวิธีการรักษาใหม่ ๆ “

ในการตอบคำถามนี้ นักวิจัยสนใจที่จะเรียนรู้ว่าโปรตีนเปลี่ยนแปลงโครงสร้างของโปรตีนอย่างไรในอุณหภูมิที่ต่างกันและภายใต้ระดับความดันที่แตกต่างกัน ใกล้เคียงกับสิ่งที่เกิดขึ้นในร่างกายมนุษย์

“การกำหนดโครงสร้างของโปรตีนเป็นส่วนที่สำคัญที่สุดในการกำหนดหน้าที่ของมัน” Marassi กล่าวเสริม
นักวิจัยพบว่าโปรตีนสามารถเปลี่ยนรูปร่างได้อย่างละเอียดภายใต้แรงกดดันจากการวิเคราะห์ทางชีวเคมีอย่างละเอียด การเปลี่ยนแปลงเหล่านี้ทำให้เกาะติดกับแคลเซียมไอออนในเลือดได้ง่ายขึ้น ซึ่งนักวิจัยแนะนำว่านำไปสู่การสะสมของคราบพลัคที่เกาะเป็นก้อนซึ่งมีลักษณะเฉพาะของการเสื่อมสภาพของจุดภาพชัดและโรคอื่นๆ ที่เกี่ยวข้องกับอายุ

Marassi กล่าวว่า “เป็นการจัดเรียงโครงสร้างโมเลกุลใหม่อย่างละเอียด แต่มีผลกระทบอย่างมากต่อการทำงานของโปรตีน “ยิ่งเราเรียนรู้เกี่ยวกับโปรตีนในระดับโครงสร้างและกลไกมากเท่าไหร่ โอกาสที่เรามีมากขึ้นในการกำหนดเป้าหมายด้วยการรักษาจะสำเร็จมากขึ้นเท่านั้น”

ข้อมูลเชิงลึกเชิงโครงสร้างเหล่านี้จะช่วยปรับปรุงการพัฒนาการรักษาสำหรับจอประสาทตาเสื่อม เนื่องจากจะช่วยให้นักวิจัยและพันธมิตรในอุตสาหกรรมเทคโนโลยีชีวภาพสามารถออกแบบแอนติบอดี้แบบกำหนดเองได้ ซึ่งจะสกัดกั้นการจับแคลเซียมของโปรตีนโดยไม่กระทบต่อการทำงานที่สำคัญอื่นๆ ในร่างกาย

Marassi กล่าวว่า “จะต้องใช้เวลาสักระยะในการแปลงเป็นการรักษาทางคลินิก แต่เราหวังว่าจะมีแอนติบอดีที่ใช้งานได้ในการรักษาที่มีศักยภาพในอีกไม่กี่ปีข้างหน้า “และเนื่องจากโปรตีนนี้มีมากมายในเลือด จึงอาจมีการประยุกต์ใช้ความรู้ใหม่นี้ที่น่าตื่นเต้นอื่นๆ ที่เรายังไม่รู้ด้วยซ้ำ”