Stwardnienie zanikowe boczne i geny. Moje wnioski.

Dzięki dość głupio skonstruowanej akcji sprzed kilku lat pod nazwą Ice Bucket Challange, polegającej na wylewaniu na swoją głowę wiadra wody z lodem, zebrano na badania nad chorobą Lou Gheriga kwotę ponad 100 milinów dolarów. Okazało się, że kwota ta została dobrze spożytkowana - naukowcy odkryli gen NEK1, którego niektóre warianty związane są z tą chorobą. Co ważne - z postacią sporadyczną (czyli nie rodzinną) choroby. Postać rodzinna jest powiązana z wadą genu kodującego enzym dysmutazy ponadtlenkowej. Enzym ten służy do neutralizacji anionorodnika tlenowego wewnątrz komórki. Anionorodnik ten jest efektem ubocznym powstającym w cyklu krebs'a wewnątrz mitochondriów komórkowych. Pewna jego ilość jest potrzebna do normalnej pracy komórki. W sytuacjach patologicznych (i w czasie starzenia się organizmu) jego ilość może rosnąć - wydostaje się z mitochondriów do przestrzeni wewnątrzkomórkowej, gdzie zostaje zneutralizowana przez dysmutazę. Jeżeli jej wytwarzanie zawodzi, a inne enzymy (glutation) też nie radzą sobie z nadmiarem - następuje śmierć komórki. Do tej pory naukowcy w żaden sposób nie mogli powiązać postaci rodzinnej z postacią sporadyczną. Co możemy wywnioskować z faktu odkrycia genu NEK1?

Na pierwszy rzut oka niewiele. Choroby związane z tym genem to dysplazje żeber i niektóre choroby nerek. Jakąś wskazówką może być fakt, że białko wytwarzane przez ten gen wchodzi w skład kompleksu z białkiem neuronowym kodowanym przez gen FEZ1, które odgrywa istotną rolę przy kształtowaniu aksonów. Problem w tym, że anomalie aksonów w stwardnieniu zanikowym bocznym nie występują. Trop wydaje się prowadzić gdzieś indziej.

Gen NEK1 jest pośrednio zaangażowany w ochronę komórki przed śmiercią wynikającą z uszkodzenia DNA (np. przez toksyny lub wolne rodniki). W takiej sytuacji NEK1 fosforyluje (tym samym uruchamia) inny gen - VDAC1. Gen VDAC1 koduje białko odpowiedzialne za tworzenie kanałów w błonie mitochondriów komórkowych przepuszczających mikrocząstki naładowane elektrycznie - aniony i kationy. Tworzy więc pory w błonie mitochondrialnej przepuszczające między innymi anion ponadtlenkowy powstający w mitochondrium do przestrzeni wewnątrzkomórkowej (plazmatycznej). Tutaj problemem zajmuje się już dysmutaza ponadtlenkowa neutralizując łądunek elektryczny anionorodnika.

Jak sobie wyobrażam, felerne kopie genu NEK1 związane ze stwardnieniem zanikowym bocznym zbyt słabo oddziałują na VDAC1, co prowadzi do nagromadzenia anionorodnika wewnątrz mitochondriów i uszkodzenia mitochondrium, a w rezultacie śmierci komórki.
Inną możliwością jest zbyt silne działanie VDAC1 i napływ jonów wapnia z plazmy komórki do mitochondrium (przez np. zbyt długo otwarte pory w błonie mitochondriów).

Powyższa hipotezy wydają mi się dość logiczne. Łączy przy tym mechanizmy w postaci rodzinnej i sporadycznej choroby. Zdecydowałem się to opisać pomimo faktu, że na co dzień nie zajmuję się tą chorobą. Być może da to komuś do myślenia i w rezultacie pomoże chorym. Warunkiem skutecznego leczenia choroby jest poznanie jej mechanizmów. Uważam, że trzeba tworzyć modele choroby i stopniowo je poprawiać wraz ze zrozumieniem procesów zachodzących w organizmie.