นักวิทยาศาสตร์ได้กำหนดโครงสร้างของโมเลกุลที่เกี่ยวข้องกับเส้นโลหิตตีบด้านข้าง amyotrophic (ALS) และโรคทางระบบประสาทอื่น ๆ อีกหลายอย่างเป็นครั้งแรก นักวิทยาศาสตร์จาก Medical Research Council (MRC) Laboratory for Molecular Biology ในเมืองเคมบริดจ์ สหราชอาณาจักร ซึ่งเป็นผู้นำการศึกษานี้ กล่าวว่า การค้นพบนี้สามารถทำให้เกิดการพัฒนาเป้าหมายของการแทรกแซงทางการแพทย์และการทดสอบวินิจฉัยใหม่ๆ
ALS เป็นรูปแบบที่พบบ่อยที่สุดของโรคเซลล์ประสาทสั่งการที่เริ่มมีอาการในผู้ใหญ่ และมีลักษณะเฉพาะด้วยการเสื่อมสภาพของเซลล์ประสาทที่รับผิดชอบในการควบคุมการเคลื่อนไหวของกล้ามเนื้อโดยสมัครใจ เช่น การเดิน การพูด การเคี้ยว และการหายใจ ไม่มีการรักษา ALS และไม่มีการรักษาที่มีประสิทธิภาพเพื่อหยุดหรือย้อนกลับการลุกลามของโรค
แม้ว่าสาเหตุของ ALS จะไม่ชัดเจน แต่ก็เป็นที่ทราบกันดีอยู่แล้วว่าการเกาะกลุ่มของโปรตีนอย่างผิดปกติที่เรียกว่า TDP-43 ในเซลล์ประสาทถือเป็นลักษณะเฉพาะทางพยาธิวิทยาของ ALS กลุ่ม TDP-43 ยังเป็นเครื่องหมายของภาวะสมองเสื่อมส่วนหน้า (รูปแบบที่พบบ่อยที่สุดเป็นอันดับสองของภาวะสมองเสื่อมในระยะเริ่มแรกหลังโรคอัลไซเมอร์) และพบได้บ่อยในโรคเกี่ยวกับระบบประสาทอื่น ๆ รวมถึงโรคอัลไซเมอร์และพาร์กินสัน
พบ TDP-43 ในเซลล์ที่แข็งแรงทั่วร่างกายของเรา แต่ในสมองของผู้ป่วยโรคเหล่านี้ มันจะจับกลุ่มกันเป็น ‘มวลรวม’ ในสมอง
แม้ว่านักวิทยาศาสตร์จะทราบเรื่องนี้มาระยะหนึ่งแล้ว แต่ศักยภาพในการแปลข้อมูลนี้เป็นวิธีการรักษาก็ยังถูกจำกัด เนื่องจากจนถึงขณะนี้ ยังไม่ทราบโครงสร้างโมเลกุลของมวลรวม TDP-43
ตอนนี้ทีมนักวิทยาศาสตร์ของ MRC Laboratory for Molecular Biology ซึ่งทำงานร่วมกับนักวิจัยที่ Tokyo Metropolitan Institute of Medical Science และ Aichi Medical University ในญี่ปุ่น ได้ใช้ กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด เพื่อกำหนดโครงสร้างโมเลกุลแรกของมวลรวม TDP-43 สกัดจากสมองที่บริจาคของคนสองคนที่มี ALS
การศึกษาซึ่งได้รับการสนับสนุนโดย Medical Research Council และตีพิมพ์ในวารสาร Natureได้ค้นพบลักษณะโครงสร้างที่มองไม่เห็นก่อนหน้านี้ เช่น การพับแบบเกลียวคู่
โครงสร้างของ TDP-43 ที่สังเกตพบในการศึกษานี้จากตัวอย่างสมองของมนุษย์มีความสอดคล้องกันในตัวอย่างจากบริเวณต่างๆ ของสมองของบุคคลทั้งสอง แต่แตกต่างจากที่เห็นในการศึกษาก่อนหน้านี้ที่พยายามสร้างมวลรวม TDP-43 ในหลอดทดลอง
ก่อนหน้านี้เคยคิดว่า TDP-43 มีปฏิสัมพันธ์คล้ายกับโปรตีนที่คล้ายคลึงกันที่เกี่ยวข้องกับโรคทางระบบประสาทอื่น ๆ เช่นโรคอัลไซเมอร์ การศึกษานี้ชี้ให้เห็นว่าการรวมตัวของ TDP-43 มีแนวโน้มว่าจะส่งผลให้เกิดกลไกการเกิดโรคที่แตกต่างกัน
ลักษณะโครงสร้างที่ชัดเจนเหล่านี้หมายความว่า TDP-43 ในสมองมีแนวโน้มที่จะโต้ตอบกับเครื่องมือวินิจฉัยและยาโดยเฉพาะ นักวิทยาศาสตร์กล่าวว่าความแตกต่างเหล่านี้สามารถอธิบายได้ว่าทำไมสารวินิจฉัยโรคในปัจจุบันที่มีโปรตีนคล้ายคลึงกันที่เกี่ยวข้องกับโรคทางระบบประสาทอื่น ๆ จึงไม่ดีในการวินิจฉัย ALS
การศึกษานำเสนอความเป็นไปได้ใหม่ๆ ในการพัฒนาวิธีการรักษาโดยใช้สารประกอบที่กำหนดเป้าหมายลักษณะโครงสร้างของ TDP-43 โดยเฉพาะ รวมถึงผู้ที่รับผิดชอบในการรวมกลุ่ม
Dr Benjamin Ryskeldi-Falconจาก MRC Laboratory for Molecular Biology ซึ่งเป็นผู้นำการศึกษากล่าวว่า “ไม่มีการวินิจฉัยหรือการรักษาสำหรับ ALS และโรคอื่น ๆ ที่เกี่ยวข้องกับ TDP-43 และขั้นตอนแรกในการพัฒนาสิ่งเหล่านี้คือการได้รับความเข้าใจที่ดีขึ้น ของ TDP-43 เอง
“ตอนนี้เรารู้แล้วว่าโครงสร้างของ TDP-43 ที่รวมกันเป็นอย่างไรและอะไรที่ทำให้มีลักษณะเฉพาะ เราจึงสามารถใช้ TDP-43 เพื่อค้นหาวิธีที่ดีกว่าในการวินิจฉัยโรคตั้งแต่เนิ่นๆ
“เรารู้สึกตื่นเต้นที่สามารถใช้พิมพ์เขียวนี้ในห้องปฏิบัติการของเราเพื่อเริ่มต้นการระบุสารประกอบที่ผูกกับไซต์ที่ไม่ซ้ำกันบน TDP-43 โดยมีวัตถุประสงค์เพื่อระบุการรักษาที่เป็นไปได้สำหรับการศึกษาต่อไป
“ฉันขอขอบคุณผู้ป่วยโรค ALS และครอบครัวเป็นพิเศษ ที่บริจาคสมองเพื่อการวิจัยเพื่อช่วยให้เราเข้าใจโรคร้ายนี้มากขึ้น”
Dr Jo Latimer หัวหน้าแผนกประสาทวิทยาและสุขภาพจิตของ MRC ซึ่งให้ทุนสนับสนุนการศึกษา กล่าวว่า “การค้นพบนี้มีส่วนสำคัญและจำเป็นอย่างมากในการทำความเข้าใจ ALS และโรคเกี่ยวกับระบบประสาทที่เกี่ยวข้อง การระบุโครงสร้างของโปรตีนที่ทราบว่ามีส่วนทำให้เกิดโรคเป็นขั้นตอนแรกในการทำความเข้าใจบทบาทของโปรตีนดังกล่าวในการพัฒนาโรค
“ปัจจุบันสาเหตุของ ALS ไม่ชัดเจน แต่การทำความเข้าใจโครงสร้างของ TDP-43 จะกำหนดวิธีที่นักวิทยาศาสตร์คิดเกี่ยวกับความก้าวหน้าของโรค และทำให้สามารถใช้แนวทางใหม่ทั้งหมดในการพัฒนาการรักษาและการวินิจฉัย”
การวิจัยได้รับทุนจาก Medical Research Council และยังได้รับการสนับสนุนจาก Alzheimer’s Research UK, Japan Agency for Medical Research and Development และ Japan Science and Technology Agency
