Pět let se docentka integrativní fyziologie na CU Boulder snažila lépe porozumět proteinu zvanému AKT, který je všudypřítomný v mozkové tkáni a má zásadní vliv na to, že se mozek přizpůsobuje novým zkušenostem a ukládá nové vzpomínky.

Dosud vědci věděli jen velmi málo o tom, co v mozku dělá.

V novém článku financovaném Národním institutem zdraví (National Institutes of Health) to však Hoeffer a jeho spoluautoři poprvé upřesňují a ukazují, že AKT existuje ve třech různých variantách sídlících v různých druzích mozkových buněk a ovlivňujících zdraví mozku velmi odlišným způsobem.

Objev by mohl vést k nové, cílenější léčbě všeho možného, od glioblastomu – rakoviny mozku, kterou trpí senátor John McCain – až po Alzheimerovu chorobu a schizofrenii.

„AKT je ústředním proteinem, který se podílí na řadě neurologických onemocnění, a přesto o něm víme překvapivě málo,“ řekl Hoeffer. „Naše práce je první, která komplexně zkoumá, co a kde jeho různé formy v mozku dělají.“

AKT, který byl objeven v 70. letech 20. století a je známý především jako „onkogen“ (ten, který po zmutování může podporovat vznik rakoviny), byl v poslední době identifikován jako klíčový hráč při podpoře „synaptické plasticity“, schopnosti mozku posilovat buněčná spojení v reakci na zkušenosti.

„Řekněme, že vidíte velkého bílého žraloka, máte strach a váš mozek si chce vytvořit vzpomínku na to, co se děje. Musíte si vytvořit nové bílkoviny, abyste tuto vzpomínku zakódovali,“ řekl. AKT je jedním z prvních proteinů, které se uvedou do provozu, centrálním spínačem, který zapíná továrnu na paměť.

Ale ne všechny AKT jsou stejné.

Pro účely studie Hoefferův tým umlčel tři různé izoformy neboli odrůdy AKT u myší a pozoroval jejich mozkovou aktivitu.

Dospěli k několika klíčovým objevům:

AKT2 se vyskytuje výhradně v astroglie, podpůrných, hvězdicovitých buňkách v mozku a míše, které jsou často postiženy při rakovině mozku a poranění mozku.

„To je opravdu důležité zjištění,“ řekl spoluautor Josien Levenga, který na projektu pracoval jako postdoktorský výzkumník na CU Boulder. „Pokud by se podařilo vyvinout lék, který by se zaměřil pouze na AKT2, aniž by ovlivnil ostatní formy, mohl by být účinnější při léčbě určitých problémů s menšími vedlejšími účinky.“

Výzkumníci také zjistili, že AKT1 je v neuronech všudypřítomný a zdá se, že je nejdůležitější formou při podpoře posilování synapsí v reakci na zkušenosti, tzv. tvorbě paměti. (Toto zjištění je v souladu s předchozím výzkumem, který ukázal, že mutace v AKT1 zvyšují riziko schizofrenie a dalších mozkových poruch spojených s chybou ve způsobu, jakým pacient vnímá nebo si pamatuje zážitky.)

AKT3 zřejmě hraje klíčovou roli v růstu mozku, přičemž myši, jejichž gen AKT3 je umlčen, vykazují menší velikost mozku.

„Předtím existoval předpoklad, že všichni dělají v podstatě stejnou věc ve stejných buňkách stejným způsobem. Nyní to víme lépe,“ řekl Hoeffer.

Poznamenává, že pro léčbu rakoviny již byly vyvinuty inhibitory pan-AKT, ale předpokládá, že jednou bude možné vyvinout léky zaměřené na specifičtější verze tohoto proteinu (zesilovače AKT1 pro Alzheimerovu chorobu a schizofrenii, inhibitory AKT2 pro rakovinu), přičemž ostatní formy zůstanou nedotčeny, což zabrání vedlejším účinkům.

V současné době probíhá další výzkum na zvířatech, jehož cílem je zjistit, co se stane s chováním, když dojde k poruše různých forem proteinu.

„Léčba specifická pro jednotlivé izoformy je velkým příslibem pro návrh cílené léčby neurologických onemocnění s mnohem větší účinností a přesností než léčba využívající univerzální přístup,“ uzavírají autoři. „Tato studie je důležitým krokem tímto směrem.“

.