Parkinson hastalığı, yalnızca hareket bozukluğuyla değil; uyku sorunları, bilişsel gerileme ve duygu düzensizliği gibi motor dışı belirtilerle de kendini gösteren karmaşık bir nörodejeneratif hastalıktır. Hastalığın motor semptomları, beynin substantia nigra bölgesindeki dopamin üreten nöronların kaybından kaynaklanır. Ancak bu hücre ölümü gerçekleşmeden yıllar önce neler olduğu, bilim insanları için hâlâ büyük ölçüde gizemini korumaktadır.
eLife dergisinde yayımlanan yeni çalışma, bu soruya yanıt ararken LRRK2 proteininin izini sürdü. LRRK2, Parkinson hastalığıyla ilişkili en yaygın genetik varyantlardan birini taşıyan bir kinaz enzimidir. Araştırmacılar, beyin kaynaklı nörotrofik faktör olan BDNF'nin bu proteini aktive ettiğini gösterdi. Aktivasyon sonrasında LRRK2'nin etkileşime girdiği protein ağı köklü biçimde değişti: Yeni partnerlerin büyük çoğunluğu aktin iskeletiyle ilişkiliydi.
Aktin, hücre içinde dinamik bir yapı iskeleti oluşturur ve nöronlarda sinaptik bağlantıların şekillenmesi ile güçlenmesinde belirleyici rol oynar. Araştırma ekibi, LRRK2 aktivitesinin yüksek olduğu fare beyin dokularından elde edilen fosfo-proteom verilerini ve literatür meta-analizlerini birleştirerek sinaps-aktin yeniden şekillenmesinin en çok etkilenen yolaklar arasında yer aldığını saptadı.
LRRK2'den yoksun fare modelleri ve insan kök hücre kaynaklı nöronlar üzerinde gerçekleştirilen biyokimyasal, görüntüleme ve elektrofizyoloji deneyleri, bu proteinin sinaptik işlev için vazgeçilmez olduğunu doğruladı. LRRK2 olmadığında ya da işlev göremez hale geldiğinde, sinaptik yapılardaki aktin dinamikleri bozuluyor ve iletişim kapasitesi zayıflıyor.
Bu bulgular, Parkinson hastalığında nöron kaybının başlamadan çok önce sinaptik düzeyde bir kırılganlığın oluştuğunu güçlü biçimde destekliyor. Araştırmacılar, sinaptik aktin yeniden düzenlenmesinin erken bir biyobelirteç ya da müdahale noktası olarak değerlendirilebileceğini öne sürüyor. Bu yaklaşım, hastalığın ilerleyişini durdurmaya ya da yavaşlatmaya yönelik erken dönem tedavi stratejilerinin geliştirilmesinde yeni bir kapı aralıyor.