Suzni proteini u dijagnostici Parkinsonove bolesti

Suze su nerijetko smatrane sredstvom traženja podrške i privlačenja pažnje u različitim situacijama. Moglo bi se reći da su definitivno uspjele privući pažnju znanstvenika koji se posljednjih nekoliko godina intenzivno bave proučavanjem sastava suza i uloge pojedinih proteina kao potencijalnih biomarkera za brojne bolesti poput konjuktivitisa, dijabetičkih retinopatija i Syörgenovog sindroma. No, mogu li suzni proteini poslužiti i u ranijoj dijagnostici Parkinsonove bolesti?

Što su suze?

Suze su bistra i bezbojna biološka tekućina koju izlučuju suzne žlijezde pod kontrolom autonomnog živčanog sustava. Najznačajnije uloge suza su zaštita oka od infekcije, vlaženje očne jabučice te zaštita površine rožnice od prašine i mikroorganizama. Također, postoje četiri osnovne vrste suza:

• Bazalne – kontinuirano vlaže oko bez direktne stimulacije i najvažnije su za zdravlje i zaštitu oka
• Refleksne – njihovo lučenje potiče stimulacija senzornih živaca na površini oka, odnosno refleksni mehanizam te se javljaju kao odgovor na iritanse (npr. prašina, dim, klor iz bazenskih voda, sumporni spojevi koji se oslobađaju prilikom sjeckanja luka), ali i kao odgovor na zijevanje, treptanje, smijanje ili povraćanje
• Emocionalne – radi se o posebnoj vrsti refleksnih suza koje su karakteristične za ljude i njihovo lučenje pod kontrolom je centra za emocije u mozgu
• Suze zatvorenog oka – akumuliraju se tijekom spavanja i bitne su za čišćenje staničnog debrisa (ostaci raspadnutih stanica) i održavanje homeostaze

Od čega se suze sastoje?

Sastav svake vrste suza je jedinstven. Na primjer, emocionalne suze sadrže kemosignale kao što su feromoni dok suze zatvorenog oka imaju više koncentracije proteina od ostalih tipova suza. No, neka svojstva su im zajednička. Sve suze slana su tekućina, najvećim dijelom sastavljena od natrijevog klorida i vode, ali sadrže i približno 1500 različitih proteina, 100 niskomolekularnih metabolita te 150 lipidnih vrsta. Također, sadrže i visoke količine nukleinskih kiselina što ih čini odličnim izvorom potencijalnih biomarkera. Valja napomenuti kako sastav suza, odnosno suznih proteina, uvelike ovisi o inervaciji suzne žlijezde. Suzna žlijezda inervirana je kolinergičkim i dopaminergičkim neuronima koji su zahvaćeni u Parkinsonovoj bolesti. Ova činjenica sugerira da će sastav suza oboljelih itekako biti drugačiji u odnosu na zdrave osobe.

Izazovi dijagnostike Parkinsonove bolesti

Parkinsonova je bolest druga najčešća neurodegenerativna bolest koja zahvaća gotovo 6,2 milijuna ljudi diljem svijeta. Najveći problem u dijagnosticiranju ove bolesti predstavlja nepostojanje biomarkera koji pouzdano utvrđuju bolest. Stoga se dijagnoza temelji na kliničkim znakovima i progresiji motoričkih simptoma kao što su bradikinezija (usporenost pokreta), tremor u mirovanju te rigidnost. Međutim, nemotorički simptomi, koji uključuju formiranje Lewijevih tjelešaca (agregata abnormalnih formi proteina alfa-sinukleina) i propadanje dopaminergičkih neurona, javljaju se mnogo godina prije pojave motoričkih simptoma. Identifikacija biomarkera u biološkim tekućinama uvelike bi pridonijela dijagnozi omogućujući raniju intervenciju u vidu terapije i sprječavanja progresije bolesti.

Toksični alfa-sinuklein

Alfa-sinuklein je presinaptički neuronski protein koji ima značajnu ulogu u patologiji Parkinsonove bolesti. U svojem nativnom obliku ovaj protein dolazi u ne­­ smotanom monomernom i smotanom oligomernom obliku. Navedene konformacijske forme su u dinamičkoj ravnoteži u normalnim uvjetima. Međutim, u Parkinsonovoj bolesti ravnoteža je narušena što dovodi do nepravilnog smatanja alfa-sinukleina te formiranja toksičnih oligomernih agregata poznatih kao Lewyjeva tjelešca. Takvi agregati dovode do narušavanja homeostaze stanica i smrti neurona ometajući sinaptičku funkciju. Budući da se alfa-sinuklein dovodi u direktnu vezu s razvojem Parkinsonove bolesti, intenzivno se istraživao kao potencijalni biomarker u različitim biološkim tekućinama kao što su cerebrospinalna tekućina, serum, urin i slina.

Prednost suza

Kao što je već spomenuto, biomarkeri za neurodegenerativne bolesti tražili su se u različitim biološkim tekućinama. Cerebrospinalna tekućina proučavala se zbog povezanosti sa središnjim živčanim sustavom. Ipak, postupak njezinog dobivanja za analizu izrazito je invazivan u odnosu na dobivanje ostalih bioloških tekućina, stoga se tražila alternativa.

Slina se činila kao dobar izbor jer su salivarne žlijezde inervirane parasimpatičkim živcima. Međutim, slina sadrži relativno nisku koncentraciju proteina pa se teško vidjela razlika u koncentraciji alfa-sinukleina između bolesnih ispitanika i kontrole.

Na kraju, došlo se na ideju sa suzama. Suzne žlijezde također su inervirane parasimpatičkim i simpatičkim živcima pa su izrazito osjetljive na autonomne disfunkcije, a i suze sadrže znatno veće koncentracije proteina u odnosu na slinu. Između ostalog, suze su biološka tekućina koja se može vrlo lako, jednostavno, jeftino i bezbolno dobiti za analizu. Jedina mana leži u činjenici da je volumen suza koji se koristi za analizu izrazito malen. Ovo prvenstveno može predstavljati problem kod starije populacije zbog toga što se stvaranje suza s godinama smanjuje.

Rezultati istraživanja

Posljednja istraživanja bavila su se određivanjem koncentracije alfa-sinukleina u suzama, mjerenjem protoka suza te određivanjem stabilnosti suznog filma. Kod oboljelih uočen je smanjeni suzni protok i  stabilnost suznog filma te reducirano treptanje u odnosu na zdrave osobe i osobe oboljele od drugih neurodegenerativnih bolesti kao što je Alzheimerova bolest. Ovo potvrđuje i činjenica da se mnogi oboljeli od Parkinsonove bolesti žale na suhoću i iritaciju oka. Suhoća oka dominantno je posljedica reduciranog treptanja zbog sniženih razina dopamina uslijed propadanja dopaminergičkih neurona u Parkinsonovoj bolesti.

Utvrđeno je i da je koncentracija ukupnog alfa-sinukleina niža u refleksnim suzama oboljelih dok je koncentracija oligomernog alfa-sinukleina značajno povišena u odnosu na zdravu kontrolu, ali i koncentraciju u bazalnim suzama. Također, proučavani su i drugi proteini kao što su CCL2 (aktivira upalne stanice i potiče progresiju Parkinsonove bolesti), DJ-1 (najčešći mutirani protein u kongenitalnoj Parkinsonovoj bolesti), LF (laktoferin, indikator funkcijskog statusa suzne žlijezde) te MMP-9 (protein povišen općenito tijekom upalnih procesa). Zanimljivo je kako je uočena razlika u koncentracijama CCL2 i LF u refleksnim suzama kod muškaraca i žena. Kod oboljelih muškaraca koncentracije su bile značajno više u odnosu na zdravu kontrolu. Takav rezultat može se objasniti zaštitnom ulogom spolnih hormona protiv neurodegeneracije u žena.

Između ostalog, otkriveno je i oko 30 drugih proteina uključenih u metabolizam lipida, oksidativni stres i imunosni odgovor koji su značajno promijenjeni kod oboljelih od Parkinsonove bolesti, a osim u suzama pronađeni su i u cerebrospinalnoj tekućini i serumu oboljelih. Ovo dodatno govori o velikom potencijalu suza kao bogatom izvoru biomarkera za neurodegenerativne bolesti.

Valja napomenuti kako su studije obuhvaćale oboljele od Parkinsonove bolesti kod kojih je bolest već uznapredovala do vidljivih simptoma. Stoga bi svakako trebalo proširiti ispitivanja i na oboljele u ranijim stadijima kako bi se utvrdilo mogu li suzni proteini poslužiti kao mogući prediktivni i preventivni biomarkeri Parkinsonove bolesti.

Ovi rezultati svakako obećavaju i možemo zaključiti kako smo tek zagrebli ispod površine suznog proteoma. Nesumnjivo je da u budućnosti možemo očekivati još puno saznanja o dijagnostici Parkinsonove, ali i drugih neurodegenerativnih bolesti.