Νέα μελέτη αποκαλύπτει πώς η σπερμίνη μπορεί να προστατεύσει από Αλτσχάιμερ και Πάρκινσον

Ερευνητές από το Ινστιτούτο Πολ Σέρρερ (PSI) έχουν ρίξει φως στον τρόπο με τον οποίο η σπερμίνη, μια μικρή μόρια που ρυθμίζει πολλές διαδικασίες στα κύτταρα του σώματος, μπορεί να προσφέρει προστασία από ασθένειες όπως το Αλτσχάιμερ και το Πάρκινσον. Σύμφωνα με τη μελέτη, η σπερμίνη «αδρανοποιεί» ορισμένες πρωτεΐνες, λειτουργώντας σαν τυρί σε μακαρόνια, προκαλώντας τις να συσσωρεύονται. Αυτή η ανακάλυψη θα μπορούσε να ανοίξει νέους δρόμους στην καταπολέμηση αυτών των ασθενειών, με τα αποτελέσματα να δημοσιεύονται στο περιοδικό Nature Communications.

Η αύξηση της προσδόκιμης ζωής και οι σχετικές ασθένειες

Καθώς η προσδόκιμη ζωή συνεχώς αυξάνεται, οι ηλικιακές ασθένειες, περιλαμβανομένων των νευροεκφυλιστικών όπως το Αλτσχάιμερ και το Πάρκινσον, γίνονται ολοένα και πιο συχνές. Αυτές οι ασθένειες σχετίζονται με τη συσσώρευση βλαβερών δομών πρωτεϊνών στον εγκέφαλο, οι οποίες προκύπτουν από λανθασμένη αναδίπλωση των αμυλοειδών πρωτεϊνών. Η μορφή τους θυμίζει ίνες ή μακαρόνια. Μέχρι σήμερα, δεν υπάρχει αποτελεσματική θεραπεία για την πρόληψη ή την εξάλειψη αυτών των συσσωρεύσεων.

Η σπερμίνη ως ελπίδα για νέες θεραπείες

Ωστόσο, η σπερμίνη, μια φυσικά απαντώμενη μόρια στο σώμα, προσφέρει ελπίδα. Σε πειράματα που διεξήχθησαν από την ομάδα του Jinghui Luo στο Κέντρο Βιοεπιστημών του PSI, διαπιστώθηκε ότι η σπερμίνη μπορεί να παρατείνει τη διάρκεια ζωής μικρών νηματωδών σκωλήκων, να βελτιώσει την κινητικότητά τους στην τρίτη ηλικία και να ενισχύσει τη λειτουργία των μιτοχονδρίων τους. Συγκεκριμένα, οι ερευνητές παρατήρησαν ότι η σπερμίνη βοηθά το ανοσοποιητικό σύστημα του οργανισμού να εξαλείψει τις βλαβερές συσσωρεύσεις αμυλοειδών πρωτεϊνών.

Μηχανισμός δράσης της σπερμίνης

Οι νέες ανακαλύψεις θα μπορούσαν να αποτελέσουν τη βάση για την ανάπτυξη καινοτόμων θεραπειών για αυτές τις ασθένειες. Η σπερμίνη είναι μια ζωτικής σημασίας ουσία για τον οργανισμό και ανήκει στην κατηγορία των πολυαμινών, μικρών οργανικών μορίων που παίζουν σημαντικό ρόλο σε πολλές βιολογικές διαδικασίες. Πρώτη φορά ανακαλύφθηκε πριν από περισσότερα από 150 χρόνια και το όνομά της προέρχεται από το σπερματικό υγρό, καθώς βρίσκεται σε υψηλές συγκεντρώσεις εκεί. Ωστόσο, υπάρχει και σε πολλά άλλα κύτταρα του σώματος, κυρίως σε εκείνα που είναι ενεργά και ικανά να διαιρεθούν.

Η σπερμίνη προάγει την κινητικότητα και τη δραστηριότητα των κυττάρων, ελέγχοντας πολλές διαδικασίες. Αλληλεπιδρά με τα νουκλεϊκά οξέα του γονιδιώματος, ρυθμίζοντας την έκφραση των γονιδίων και τη μετατροπή τους σε πρωτεΐνες. Αυτό διασφαλίζει ότι τα κύτταρα μπορούν να αναπτυχθούν και να διαιρεθούν σωστά, και τελικά να πεθάνουν. Είναι επίσης κεντρική σε μια σημαντική κυτταρική διαδικασία που ονομάζεται βιομοριακή συμπύκνωση, όπου ορισμένα μακρομόρια, όπως οι πρωτεΐνες και τα νουκλεϊκά οξέα, συγκεντρώνονται εντός του κυττάρου σε μορφή σταγόνων, επιτρέποντας σημαντικές αντιδράσεις.

Μέχρι τώρα, υπήρχαν ενδείξεις ότι η σπερμίνη μπορεί να προστατεύει τα νευρικά κύτταρα και να ανακουφίζει από την απώλεια μνήμης που σχετίζεται με την ηλικία. Ωστόσο, η πιο λεπτομερής κατανόηση του τρόπου παρέμβασης της σπερμίνης σε διαδικασίες που βλάπτουν τα νεύρα ήταν ελλιπής, κάτι που θα μπορούσε να επιτρέψει την ιατρική αξιοποίηση αυτής της ουσίας.

Η ομάδα του Jinghui Luo διερεύνησε αυτό το ζήτημα με περισσότερες λεπτομέρειες, χρησιμοποιώντας οπτική μικροσκοπία και την τεχνική διάσπασης SAXS στο Ελβετικό Φωτονικό Κέντρο SLS. Οι έρευνες διεξήχθησαν τόσο σε γυάλινη καπillary (in vitro) όσο και σε ζωντανό οργανισμό (in vivo), με τον νηματώδη C. elegans να χρησιμοποιείται ως μοντέλο.

Αποδείχθηκε ότι η σπερμίνη προκαλεί τη συγκέντρωση των βλαβερών πρωτεϊνών, διευκολύνοντας τη διαδικασία της αυτοφαγίας, που συμβαίνει κανονικά στα κύτταρά μας. Οι κατεστραμμένες ή περιττές πρωτεΐνες περιτυλίγονται σε μικρές μεμβρανώδεις σάκους και αποδομούνται με ένζυμα, αποτελώντας έτσι μια φυσική διαδικασία ανακύκλωσης. Η αυτοφαγία είναι πιο αποτελεσματική στην επεξεργασία μεγαλύτερων συσσωρεύσεων πρωτεϊνών, και η σπερμίνη λειτουργεί ως ο συνδετικός παράγοντας που συγκεντρώνει τις αλυσίδες.