Новаторське відкриття дослідників Лікарні для хворих дітей (SickKids) дає нову надію пацієнтам із розладом спектру Зельвегера (ZSD), рідкісним нейродегенеративним генетичним розладом. ZSD виникає внаслідок генетичних варіацій, які зменшують кількість пероксисоми в клітинах, що мають вирішальне значення для розщеплення жирів, і призводить до поступальної нейродегенерації та таких симптомів, як порушення зору та дисфункція печінки та нирок.
Нефункціонуючі частини клітини, такі як пошкоджені пероксисоми (на фото жовтим кольором), не переробляються належним чином. Праворуч зображення з лабораторії Кім-Бендсмана, що показує клітини з порушеною переробкою, а зліва – клітина з функціонуючою переробкою.
Дослідження, опубліковане в Nature Communications під керівництвом доктора Пітера Кіма та доктора Роберта Бандсми, зосереджується на клітинному процесі аутофагії, необхідному для перероблення клітинних відходів. При ZSD дефіцит пероксисом перешкоджає аутофагії, що призводить до накопичення токсичних клітинних відходів. Раніше зв’язок між втратою пероксисом і порушеною утилізацією була неясна.
Доктор Кім і команда доктора Бандсма, включаючи колишню аспірантку доктора Кайлу Жермен, виявили, що генетичне та фармацевтичне посилення здатності клітини до рециркуляції може очистити пошкоджений клітинний матеріал, пропонуючи нову терапевтичну мішень для ZSD. Вони визначили, що збільшення пексофагії, специфічного шляху утилізації пероксисом, може перешкоджати розкладанню інших клітинних відходів. Цей висновок показує, що різні шляхи утилізації клітин можуть впливати один на одного і що перевищення межі аутофагії клітини призводить до накопичення токсичних відходів.
Оптимізуючи загальний процес переробки та збільшуючи межу аутофагії, дослідники спостерігали поліпшення очищення відходів, створюючи нові можливості для перероблення ZSD. Цей прорив не тільки дає уявлення про важливі клітинні процеси, але й відкриває потенційні терапевтичні стратегії для інших нейродегенеративних станів, таких як хвороби Хантінгтона та Паркінсона, при яких білкові агрегати можуть впливати на порушений оборот пероксисом.
Дослідницька група планує розширити свою роботу на доклінічні моделі ZSD, випробовуючи терапевтичні засоби, які або посилюють аутофагію, або інгібують пексофагію. Цей наступний крок буде зроблено за підтримки Центру SPARC Drug Discovery в SickKids. Дослідження фінансувалося кількома престижними нагородами та грантами, включаючи Канадський інститут медичних досліджень (CIHR), стипендію випускників Онтаріо, премію Хейдена Ханто та Фонд педіатричних досліджень Хільди та Вільяма Кортні Клейтона.