Čo je ALS?
Amyotrofická laterálna skleróza (ALS) je neurodegeneratívne ochorenie, ktoré vedie k smrti neurónov v mozgovom kmeni, mozgu a mieche. V konečnom dôsledku spôsobuje paralýzu a stratu svalovej hmoty. V niekoľkých prípadoch bolo hlásené, že táto choroba sa šíri na nohy, ruky a dokonca aj na jazyk.
Výskumníci našli rôzne teórie, ktoré pomáhajú vysvetliť dôvody prejavu ALS. Predpokladá sa, že štrukturálne zmeny proteínov môžu viesť k poruche a smrti nervových buniek. V oblasti ALS sa za posledných 10 rokov vykonal značný výskum. Jedným z najvýznamnejších je európsky projekt, ktorý pozostáva z 15 000 subjektov ALS. Súčasťou tohto rozsiahleho projektu sa stane aj výskumná skupina z Umea University, ktorá má 500 švédskych pacientov s ALS.
Najbežnejší typ ALS pozostáva z SOD1, chybne poskladaného proteínu, ktorý sa hromadí vo vysielačoch neurónov. Výskumníci sa zameriavajú na dôvody tohto nesprávneho poskladania a ako sa šíri a ovplyvňuje nervový systém. Hlavným zameraním rôznych výskumných skupín je navrhnúť metódy, ktoré môžu pomôcť zabrániť tvorbe a produkcii SOD1. Je potrebné poznamenať, že niekoľko typov ALS a FTD (demencia kotlového laloku) má takmer rovnaký chorobný proces, ktorý postihuje rôzne časti nervového systému. Podľa vedcov je to spôsobené tým, že obe choroby majú rovnaké gény. Stále je potrebné posúdiť, prečo sa niektorí pacienti stanú obeťou FTD a iní ALS.
Melittín obnovuje funkciu proteazómu vo zvieracom modeli ALS
Amyotrofická laterálna skleróza, tiež známa ako ALS, je chronická paralyzujúca porucha, ktorá je spôsobená zhoršením motorických neurónov/ môže sa vyskytnúť ako familiárne, tak aj sporadické ochorenie. MtSOD1 (mutantný SOD1) prítomný v motorických neurónoch sa stáva zraniteľným voči tomuto ochoreniu v dôsledku nesprávneho poskladania proteínov, neurozápalu, excitotoxicity, defektnej signalizácie rastového faktora a axonálneho transportu, cytoskeletálnych abnormalít, oxidačného poškodenia a mitochondriálnej dysfunkcie.
Včelí jed je nabitý základnými liečivými zložkami. Melittín je jedným z tých prvkov, ktoré sa nachádzajú vo včelom jede. Je to reťazec 26 aminokyselín, ktorý sa už dlho používa v rôznych tradičných čínskych liekoch na úľavu od bolesti a zápalu. Hlavným účelom tejto štúdie bolo posúdiť liečivé prínosy melittínu u subjektov s ALS. Pre túto klinickú štúdiu bola vybraná bežne používaná myš hSOD1G93A, ktorá zdedila ALS. Melittín bol podaný v akupunktúrnom bode ST36, aby sa zistilo, či môže pomôcť zabrániť nesprávnemu poskladaniu proteínov a potlačiť stratu neurónov.
Zistilo sa, že myš hSOD1G93A liečená melitínom vykazovala jednoznačné zníženie počtu mikroglií a fosfo-p38 v mozgovom prúde a mieche. Melittin tiež pomohol zlepšiť stav neurónov v mieche a celkovú motorickú funkciu v porovnaní s kontrolnou skupinou. Výrazné zvýšenie modifikácie a-synukleínu, ako je nitrácia a fosforylácia, bolo tiež pozorované v mieche a hlavnom mozgovom kmeni myši hSOD1G93A.
Nakoniec možno povedať, že podávanie melittínu znížilo chybné poskladanie a-synukleínu a obnovilo proteazomálnu aktivitu v mieche a mozgovom kmeni symptomatických myší. Výskum naznačuje, že existuje potenciálna súvislosť medzi podávaním melittínu a retrogresiou neurozápalu u myších modelov ALS hSOD1G93A.
Včelí jed zmierňuje neurozápalové udalosti a predlžuje život
ALS znamená amyotrofickú laterálnu sklerózu. Ide o ochorenie, ktoré postihuje centrálny nervový systém a spôsobuje rôzne poruchy. Odumieranie motorických neurónov je hlavnou príčinou tohto množiaceho sa ochorenia – môže byť familiárneho pôvodu alebo sporadické. Genetický faktor, ktorý prispieva k vzniku ALS, je mutant SOD1, ktorý vyvoláva zraniteľnosť motorických neurónov v dôsledku nesprávneho poskladania proteínov, neurozápalu, glutamátovej excitotoxicity, defektného axonálneho transportu, cytoskeletálnych abnormalít, oxidačného poškodenia a mitochondriálnej dysfunkcie.
BV (včelí jed) sa v orientálnej medicíne používa už dlho. Náležité literárne dôkazy naznačujú, že včelí jed má protizápalové vlastnosti proti zápalovým reakciám, ktoré sú spojené s rôznymi zápalovými ochoreniami, ako je artritída. Hlavným bodom vykonanej štúdie bolo analyzovať účinok včelieho jedu na mutantné myši hSOD1G93A, či BV /včelí jed/ pomáha pri potláčaní straty motorických neurónov alebo nie.
BV (včelí jed) sa bilaterálne podával v ST36 acupoint dvojtýždňovým samcom myší hSOD1G93A. Zusanli (ST36) acupoint je vybraný, pretože je známe, že sprostredkúva protizápalový účinok. Na kontrolu motorickej aktivity bola vykonaná špeciálna analýza nazývaná rotarod test. Štatistika prežitia bola skúmaná pomocou metódy Kaplan-Meierovej krivky prežitia. Celkový účinok liečby včelím jedom na protineurozápal samcov myší hSOD1G93A sa hodnotil prostredníctvom imunoreakcií s použitím protilátky TNF – α a Iba 1 ako markera mikroglie. Aktivácia proteínov kaspázy 3, p 38 MAP kináza a ERK sa zvážili použitím Western blottingu.
Transgénne myši HSOD1G93A, ktoré boli liečené včelím jedom, vykazovali významný pokles hladiny fosforu-p38 MAPK a markera mikroglie v mozgovom kmeni a mieche. Okrem toho podávanie včelieho jedu subjektom so symptomatickou ALS pomohlo zlepšiť celkovú motorickú aktivitu. Medián prežitia v porovnaní s kontrolnou skupinou zvierat liečených včelím jedom bol o 18 % vyšší. Zistilo sa tiež, že včelí jed pomáhal pri blokovaní nedostatkov morfológie krís a mitochondriálnej štruktúry a potláčal hladiny aktivity kaspázy-3 v mieche myší s ALS.
Vo svetle tejto klinickej štúdie výskum naznačuje, že včelí jed možno použiť ako účinný terapeutický liek na riešenie účinkov ALS u mutantných myší hSOD1G93A.
Melittín obnovuje funkciu proteazómu vo zvieracom modeli ALS
ALS je jedným z najrýchlejšie progredujúcich neurodegeneratívnych ochorení, ktoré je spôsobené smrťou neurónov v horných motorických neurónoch a mieche. V dôsledku toho vedie k paralýze pripojených svalov. Transmutácie v SOD1 (Zn/Cu superoxiddismutáza) predstavujú takmer 20 % dedičných prípadov FALS (ALS). U transgénnych myší hSOD1G93A sa vyvinuli kardinálne symptómy amyotrofickej laterálnej sklerózy u ľudí, ktoré zahŕňajú svalovú atrofiu a paralýzu. Patofyziologické mechanizmy amyotrofickej laterálnej sklerózy zahŕňajú zápal, narušený axonálny transport, glutamátovú excitotoxicitu a mitochondriálnu dysfunkciu.
Včelí jed sa získava priamo z včiel medonosných a jeho všeobecný názov je apitoxín. Tradične sa používa na kontrolu zápalu u subjektov s osteoartritídou a chronickou reumatoidnou artritídou. V predchádzajúcich výskumoch sa už zistilo, že včelí jed má protineurozápalové vlastnosti. Včelí jed má veľa peptidov, ako je apamín a melittín a ďalšie bioaktívne zlúčeniny. Melittín je silný aminokyselinový polypeptid, ktorý tvorí takmer 60 % suchého včelieho jedu. Tiež sa predpokladá, že je to popredná biologicky aktívna látka nachádzajúca sa vo včelom jede, ktorá pri registrácii na akupunktúre generuje protizápalové a antinociceptívne účinky.
Myši HSOD1G93A sa použili na laboratórnu štúdiu podľa usmernení stanovených Národným inštitútom zdravia (Bethesda, MD). Základné protokoly odsúhlasili výbory pre používanie Kórejského inštitútu orientálnej medicíny a inštitucionálnej starostlivosti o zvieratá. Transgénne myši B6SJL boli získané z Jackson Laboratory – nesúce modifikáciu glycínu na alanín na 93. kodóne cytosolického genetického typu Zn/CU superoxiddismutázy (HSOD1G93A). Všetkým subjektom (myši0 bol poskytnutý dostatočný prístup k vode, potrave pre hlodavce a štandardnému ustajneniu).
Z liečebných dôvodov bol Melittin získaný zo Sigma St. Louis, MO a neskôr zriedený trochou fyziologického roztoku. Myšiam samcom vo veku 98 týždňov bol bilaterálne injikovaný melitín v akupunktúrnom bode ST36. Je známe, že tento bod má protizápalové účinky. Samcom myší bol podávaný melittín dvakrát týždenne. Zvieratám z kontrolnej skupiny zodpovedajúceho veku sa obojstranne podali rovnaké objemy fyziologického roztoku v rovnakom akutnom bode.
Myši vo veku 98 týždňov boli neskôr rozdelené do dvoch rôznych skupín: myši liečené fyziologickým roztokom a myši liečené melitínom. Dĺžka života liečených subjektov bola meraná pomocou Kaplan Meierových kriviek prežitia pomocou softvéru Sigmaplot 10 a softvéru Prism 5.0. Získané hodnoty boli starostlivo analyzované jednosmerným testom ANOVA a Dunnovým viacnásobným porovnávacím testom.
Zistilo sa, že správny režim melittínu pomohol zvýšiť motorickú výkonnosť u hSOD1G93A transgénnych myší. Podľa výsledkov behaviorálneho testu na rotarode sa motorické fungovanie zvýšilo 1,7-násobne po 7 dňoch liečenia myší hSOD1G93A. Myši HSOD1G93A liečené 10 dní melitínom vykazovali pôsobivé 2,8-násobné zlepšenie motorickej aktivity.
Tiež sa zistilo, že paralýza a nástup ochorenia sa oneskorili o 1 týždeň u myší, ktoré boli liečené melitínom, v porovnaní s tými, ktorým bol podávaný iba fyziologický roztok. Zistilo sa však, že liečba melitínom neovplyvňuje mieru prežitia alebo rozpätie myší, bez ohľadu na metódy, ktoré boli študované v laboratóriu. Medián prežívania kontrolnej skupiny bol trochu blízky skupine liečenej melitínom – 129 a 132 dní. Jedným z najpozoruhodnejších objavov bolo, že myši liečené melitínom vykazovali oneskorený nástup ochorenia v porovnaní s myšami rovnakého veku, ktorým bol podávaný fyziologický roztok.
Výsledky teda ukazujú, že liečba melitínom počas určitého obdobia pomáha oddialiť progresiu ochorenia a vznik motorickej dysfunkcie, ale neprispieva k predĺženiu životnosti vybraných myší.
Laboratórna štúdia odhaľuje, že melitín významne znižuje neurozápalový vývoj a pomáha znižovať modifikáciu a-synukleínu zvýšením aktivity proteazómu u myší. Naznačuje to, že chaperónové proteíny a proteazómová aktivita sú zodpovedné za odstránenie akýchkoľvek nesprávne zložených proteínov, ako je synukleín a SOD1.
Pridanie Okrem toho spojenie medzi PD a ALS zostáva nejasné. Na stanovenie mechanizmu, ktorý zdieľajú PD a ALS, sú potrebné ďalšie experimenty a ďalšie štúdie v ich svetle. Pomôže to tiež objasniť súvislosť medzi liečbou proteínmi a melitínom.
Účinky včelieho jedu na toxicitu vyvolanú glutamátom v neurónových a gliových bunkách
Glutamát hrá dôležitú úlohu pri regulácii mozgových funkcií, ako je kognícia, učenie, synaptická plasticita a pamäť. Keď sú glutamátové receptory narušené, môže to viesť k excitotoxicite. Nadmerná stimulácia NMDA receptorov prostredníctvom glutamátu môže viesť k abnormálnej neuronálnej degenerácii, po ktorej nasledujú záchvaty, hypoglykémia, ischémia a hypoxia. Glutamátová neurotoxicita je spojená s rôznymi neurodegeneratívnymi poruchami, ako je Alzheimerova choroba.
Smrť motorických neurónov môže byť spojená s niekoľkými toxickými faktormi, ktoré môžu pochádzať z rôznych typov buniek. Keď sa analyzujú pacienti s ALS, zistí sa, že majú zmenené hladiny glutamínsyntetázy, zníženú hladinu EAAT2, zníženú absorpciu glutamátu a zvýšené hladiny glutamátu súvisiaceho s plazmou. Včelí jed sa v tejto štúdii použil na predbežné ošetrenie mikrogliálnych a neurónových buniek. Získané výsledky môžu mať akékoľvek klinické dôsledky a že BV možno použiť ako potenciálnu liečbu na prevenciu neurogeneratívnych a zápalových ochorení.
Včelí jed, tween-20, L-glutamát, 5-difenyltetrazóliumbromid a 3-(4,5-dimetyltiazol-2-yl) boli získané od Sigma, USA. Zatiaľ čo laktátdehydrogenázová súprava bola získaná od Biovision Research Products, USA a fetálne bovinné sérum od Gibco. Primárne protilátky potrebné pre p38, p-p38, ERK, p-ERK, AKT, JNK, p-JNK boli získané od Cell Signaling Technology, USA.
Cytotoxicita bunkovej membrány bola skúmaná pomocou testu uvoľňovania LDH, ktorý kvantitatívne spracováva aktivitu LDH – stabilného enzýmu, ktorý sa uvoľňuje, keď bunka dostane nejaký druh poškodenia. Na uskutočnenie tejto štúdie boli mikrogliálne a neurónové bunky nanesené na 96-jamkové platne. Neskôr boli tieto bunky vystavené kontrolovanej koncentrácii včelieho jedu po dobu 30 minút pred tým, ako boli ošetrené glutamátom počas 2 dní. Potom sa supernatanty kultúr odobrali z 96-jamkových doštičiek a potom sa vyhodnotilo uvoľňovanie LDH podľa uvedených pokynov.
Na meranie absorbancie a následných účinkov 10-minútovej reakcie sa použila čítačka mikrodoštičiek. Pri každom ošetrení sa skúmala priemerná zmena spojená s absorbanciou. Vyjadruje sa ako percento absorbancie supernatantov kontrolných buniek.
Celkové bunkové proteíny boli podrobené izolácii pomocou ľadovo studenej lýzovej metódy obsahujúcej 50 mM Tris s HCl s pH 7,4. Koncentrácia proteínu bola stanovená pomocou súpravy BCA Protein Assay Kit.
Dá sa povedať, že táto štúdia je jedným z najužitočnejších základov na určenie toho, že včelí jed zabraňuje bunkovej smrti a aktivuje proapoptickú signalizáciu v bunkách stimulovaných glutamátom. Včelí jed tiež kompenzuje bunkovú toxicitu inhibíciou dráh p38 a JNK. Všetky tieto zistenia určite kladú osobitný dôraz na medicínsky význam včelieho jedu pri liečbe zápalových syndrómov a syndrómov sprostredkovaných glutamátom.
Zdroje:
Melittin restores proteasome function in an animal model of ALS.
Bee venom attenuates neuroinflammatory events and extends survival.
Melittin restores proteasome function in an animal model of ALS.
Effects of Bee Venom on Glutamate-Induced Toxicity in Neuronal and Glial Cells.
Melittin restores proteasome function in an animal model of ALS