Spletna revija za znanstvenike, strokovnjake
in nevroznanstvene navdušence
Naslovnica Članki Intervjuji Mnenja Zdravje Korenine eSinapsa Številke
Inovativni pristopi v diagnostiki in zdravljenju Parkinsonove bolezni: genetske osnove in terapije prihodnosti
članki
eSinapsa, 2011-1
Zvezdan Pirtošek
Eksoskeleti – inteligentne bionske naprave
Marko Munih
O aktualnih dilemah draženja globokih možganskih struktur pri obsesivno - kompulzivni motnji
Nadja Jarc
Sledite svojo srečo ... z iPhone
Urban Kordeš
eSinapsa, 2011-2
Renata Salecl
Gašper Tkačik
Astrociti – spregledane zvezde nevrobiologije
Marko Kreft, Robert Zorec
Sašo Dolenc
Meditacija - malo truda, veliko koristi
Luka Dimic
eSinapsa, 2011-3
Mara Bresjanac
Martina Starc
Rok Berlot
Varnost uporabe generičnih protiepileptičnih zdravil
Mojca Kržan, Matevž Kržan
Možgani, računalniki - nekaj vmes
Miha Pelko
eSinapsa, 2012-4
Ali so moški in ženski možgani različni?
Gregor Majdič
O kognitivnih motnjah pri bolnikih s Parkinsonovo boleznijo
Dejan Georgiev
Akutno možgansko kap lahko uspešno zdravimo
Nina Vujasinovič, Bojana Žvan
Vloga nevropsihološke diagnostike pri odkrivanju zgodnjih znakov alzheimerjeve bolezni
Simon Brezovar
eSinapsa, 2013-5
Novo odkritje na področju sporadičnih prionskih bolezni
Jana Jerše, Nadja Jarc
Učinek placeba brez lažnih zdravil in zavajanja
Mara Bresjanac
Subarahnoidna krvavitev zaradi tromboze venskih sinusov
Mateja Repar, Anita Resman Gašperčič
Srečanje dveh velikanov: možganov in imunskega sistema
Matej Markota
eSinapsa, 2013-6
Odstranjevanje možganskih tumorjev pri budnem bolniku
Andrej Vranič, Jasmina Markovič, Blaž Koritnik
Zmedena bolnica, ki nič ne vidi ali PRES
Manja Hribar, Vid Zgonc
Manja Hribar
Netravmatska lokalizirana konveksitetna subarahnoidna krvavitev
Mateja Repar, Fajko F. Bajrović
Sistemska skleroza in ishemična možganska kap - vzročna povezanost ali le koincidenca?
Mateja Repar, Janja Pretnar Oblak
Klemen Grabljevec
Z omejevanjem spodbujajoča terapija pri bolnikih po nezgodni možganski poškodbi
Dejana Zajc, Klemen Grabljevec
eSinapsa, 2014-7
Možgani v mreži navezanosti, ki nas zaznamuje
Barbara Horvat
Vpliv senzoričnega dotoka na uglasitev možganskih povezav
Peter Gradišnik
Človeški konektom ali kakšne so zveze v naših možganih
Blaž Koritnik
Niko Lah
Torkove delavnice za osnovnošolce
Mateja Drolec Novak, Vid V. Vodušek
Da ne pozabim! Tehnike za pomladitev spomina
Klara Tostovršnik, Hana Hawlina
Površina socialne nevroznanosti
Manuel Kuran
Clarity - bistri možgani Karla Deisserotha
Gregor Belušič
Barbara Gnidovec Stražišar
Bojana Žvan
Nevroplastičnost po možganski kapi
Marjan Zaletel
Klinično psihološka obravnava pacientov po možganski kapi in podpora pri vračanju na delovno mesto
Barbara Starovasnik Žagavec
Možgani: organ, s katerim ljubimo
Andraž Matkovič
Marija Šoštarič Podlesnik
Gibalno-kognitivna vadba: praktična delavnica
Mitja Gerževič, Marina Dobnik
Anton Grad
Nevrologija, imunologija, psihiatrija …
Bojan Rojc
Andraž Stožer, Janez Bregant
Dominika Novak Pihler
Možganska kap – »kako ostati v omrežju?«
Nina Ozimic
Klara Tostovršnik
eSinapsa, 2014-8
Znotrajžilno zdravljenje možganskih anevrizem
Tamara Gorjanc, Dimitrij Lovrič
Obravnava hladnih možganskih anevrizem
Bojana Žvan, Janja Pretnar Oblak
Ali deklice z Rettovim sindromom govorijo z očmi?
Anka Slana, Urška Slana
Progresivna multifokalna encefalopatija
Urša Zabret, Katarina Šurlan Popovič
Ne ubijaj – poskusi na živalih
Martina Perše
Poizkusi na živalih - za in proti
Simon Horvat
eSinapsa, 2015-9
Kako deluje navigacijski sistem v naših možganih
Simon Brezovar
Vsakodnevno delo slepe osebe / s slepo osebo
Denis Kamnar
Uroš Marušič
Manca Tekavčič Pompe
Toni Pustovrh
Marko Hawlina
Od svetlobe do podobe ali kako vidijo svet naši možgani
Simon Brezovar
Janja Hrastovšek
Zala Kurinčič
Pogledi na mejno osebnostno motnjo
Jerica Radež, Peter Kapš
Uvid kot socialno psihološki fenomen
Vid Vodušek
Uvod v vidno-prostorske funkcije s praktičnimi primeri
Ana Bujišić, Sanja Roškar
eSinapsa, 2015-10
Difuzijsko magnetnoresonančno slikanje
Rok Berlot
Katja Pavšič
Radiološko izolirani sindrom - ali ga moramo poznati?
Matej Vouk, Katarina Šurlan Popovič
Kako izgledajo možgani, ki govorijo več jezikov?
Gašper Zupan
Nov pristop v rehabilitaciji - terapija s pomočjo psa
Mateja Drljepan
Pogled v maternico z magnetnoresonančno preiskavo
Taja Jordan, Tina Vipotnik Vesnaver
Saša Zorjan
Saša Zorjan
Nevroestetika: ko nevroznanost obišče galerijo
Anja Voljavec, Hana Hawlina, Nika Vrabič
Ali so psihogeni neepileptični napadi res psihogeni?
Saška Vipotnik, Gal Granda
Kako nam lahko glasna glasba »vzame« sluh in povzroči tinitus
Nejc Steiner, Saba Battelino
eSinapsa, 2016-11
Mara Bresjanac
Kako ultrazvok odpira pot v možgane
Kaja Kolmančič
Kako je epigenetika spremenila nevroznanost
Metka Ravnik Glavač
Ondinino prekletstvo ali sindrom prirojene centralne hipoventilacije
Katja Pavšič, Barbara Gnidovec Stražišar, Janja Pretnar Oblak, Fajko F. Bajrović
Zika virus in magnetnoresonančna diagnostika nepravilnosti osrednjega živčevja pri plodu
Rok Banko, Tina Vipotnik Vesnaver
Motnje ravnotežja otrok in odraslih
Nejc Steiner, Saba Battelino
eSinapsa, 2016-12
Vloga magnetnoresonančne spektroskopije pri obravnavi možganskih tumorjev
Gašper Zupan, Katarina Šurlan Popovič
Tiskanje tridimenzionalnih modelov v medicini
Andrej Vovk
Aleš Oblak
Kevin Klarič
Sinestezija: umetnica, ki ne želi odrasti
Tisa Frelih
Računska psihiatrija: od nevroznanosti do klinike
Nastja Tomat
Kognitivni nadzor: od vsakdanjega življenja do bolezni
Vida Ana Politakis
eSinapsa, 2017-13
Internet: nadgradnja ali nadomestek uma?
Matej Perovnik
Vloga črevesnega mikrobioma pri odzivu na stres
Vesna van Midden
Stres pušča posledice tako na človeškem kot živalskem organizmu
Jasmina Kerčmar
Prikaz normalne anatomije in bolezenskih stanj obraznega živca z magnetno resonanco
Rok Banko, Matej Vrabec
Psihedelična izkušnja in njen zdravilni potencial
Anja Cehnar, Jona Basle
Vpliv hiperglikemije na delovanje možganov
Jasna Šuput Omladič, Simona Klemenčič
Nevrofibromatoza: napredujoče obolenje centralnega in perifernega živčevja
Nejc Steiner, Saba Battelino
Fenomen žrtvenega jagnja v dobi interneta
Dolores Trol
Tesnoba staršev in strategije spoprijemanja, ko pri otroku na novo odkrijejo epilepsijo
Daša Kocjančič, Petra Lešnik Musek, Vesna Krkoč, David Gosar
eSinapsa, 2017-14
Zakaj ne zapeljem s ceste, ko kihnem?
Anka Slana Ozimič, Grega Repovš
Nobelova nagrada za odkritje molekularnih mehanizmov nadzora cirkadianih ritmov
Leja Dolenc Grošelj
Možgani pod stresom: od celic do duševnih motenj
Nastja Tomat
Na sledi prvi vzročni terapiji Huntingtonove bolezni
Danaja Metul
Razlike med spoloma pri Parkinsonovi bolezni
Kaja Kolmančič
eSinapsa, 2018-15
Susceptibilno poudarjeno magnetnoresonančno slikanje pri bolniku z ALS
Alja Vičič, Jernej Avsenik, Rok Berlot
Sara Fabjan
Reverzibilni cerebralni vazokonstrikcijski sindrom – pot do diagnoze
Maja Cimperšek, Katarina Šurlan Popovič
Liam Korošec Hudnik
Kognitivno funkcioniranje pri izgorelosti
Marina Horvat
eSinapsa, 2019-16
Maša Čater
Saša Koprivec
Infekcije osrednjega živčnega sistema s flavivirusi
Maja Potokar
Raziskava: Kako depresija vpliva na kognitivne sposobnosti?
Vida Ana Politakis
Razvoj depresije pri otrocih z vidika navezovalnega vedenja
Neža Grgurevič
Sonja Prpar Mihevc
Umetno inteligentna nevroznanost: srečanje nevronskih mrež in možganske fiziologije
Kristijan Armeni
Čebelji strup pri preventivi nevrodegenerativnih bolezni in priložnost za klinično prakso
Matjaž Deželak
eSinapsa, 2019-17
IgG4+ – skupni imenovalec diagnoz iz preteklosti
Cene Jerele, Katarina Šurlan Popovič
Nov molekulski mehanizem delovanja ketamina v astrocitih
Matjaž Stenovec
Praktični pristop k obravnavi utrujenosti in motenj spanja pri bolnikih z multiplo sklerozo
Nik Krajnc, Leja Dolenc Grošelj
Jure Pešak
eSinapsa, 2020-18
Bolezni spektra anti-MOG pri odraslih
Nik Krajnc
Samomor pod lupo nevroznanosti
Alina Holnthaner
eSinapsa, 2020-19
Ob mednarodnem dnevu znakovnih jezikov
Anka Slana Ozimič
Teorija obetov: kako sprejemamo tvegane odločitve
Nastja Tomat
Sara Fabjan
Matjaž Deželak
Nina Stanojević, Uroš Kovačič
Od človeških nevronov do možganskih organoidov – nova obzorja v nevroznanosti
Vesna M. van Midden
Splošna umetna inteligenca ali statistične jezikovne papige?
Kristijan Armeni
Zunajcelični vezikli kot prenašalci zdravilnih učinkovin preko krvno-možganske prepreke
Saša Koprivec
Matjaž Deželak
eSinapsa, 2021-20
Migrena: starodavna bolezen, sodobni pristopi k zdravljenju
Eva Koban, Lina Savšek
Zgodnji razvoj socialnega vedenja
Vesna Jug
Nastja Tomat
Mikrosplet: povezovanje preko mikrobioma
Tina Tinkara Peternelj
Stimulacija možganov kot način zdravljenja depresije
Saša Kocijančič Azzaoui
eSinapsa, 2021-21
eSinapsa, 2022-22
Sodobni vidiki motenj hranjenja
Karin Sernec
Ples in gibalni dialog z malčki
Neva Kralj
Atul Gawande
Jezikovna funkcija pri Alzheimerjevi bolezni
Gašper Tonin
Dostava terapevtikov preko krvno-možganske pregrade
Matjaž Deželak
eSinapsa, 2022-23
Akutni ishemični infarkt hrbtenjače pri zdravih otrocih – kaj lahko pove radiolog?
Katarina Šurlan Popovič, Barbara Šijaković
eSinapsa, 2023-24
Možganska omrežja pri nevrodegenerativnih boleznih
Tomaž Rus, Matej Perovnik
Morske živali kot navdih za nevroznanstvenike: morski konjiček, morski zajček in klobučnjak
Tina Bregant
Metoda Feldenkrais: gibanje in nevroplastičnost
Mateja Pate
Etično naravnana animalna nevroznanost
Maša Čater
Helena Motaln, Boris Rogelj
eSinapsa, 2023-25
Urban Košak, Damijan Knez, Anže Meden, Simon Žakelj, Jurij Trontelj, Jure Stojan, Maja Zakošek Pipan, Kinga Sałat idr.
eSinapsa, 2024-26
Naravno okolje kot vir zdravja in blagostanja
Karin Križman, Grega Repovš, Gaja Zager Kocjan, Gregor Geršak
Katja Peganc Nunčič, Damjan Osredkar
Tanja Goltnik
Ali je zgodnje vstajanje dedno?
Cene Skubic, Laura Plavc, Damjana Rozman, Leja Dolenc Grošelj
eSinapsa, 2024-27
Širša terapevtska uporaba ketamina: potenciali in izzivi
Kristian Elersič
Moč vpliva socialne opore na bolečino
Jana Verdnik
Benjamin Bušelič
Urška Černe, Anemari Horvat, Robert Zorec, Nina Vardjan
eSinapsa, 2025-28
Maša Čater, Nastja Blagovič, Urška Jerič, Agata Kokalj Malovrh, Nuša Balen, Tanja Kunej
Vpliv izobrazbe na skrb za zdravje možganov
Hana Kos, Matej Perovnik
Selena Horvat, Anja Pišlar
Parkinsonova bolezen (PB) je nevrodegenerativna bolezen, ki prizadene predvsem dopaminergične nevrone v možganskem deblu. Čeprav je večina primerov idiopatskih, napredek na področju genetike razkriva vedno več genetskih dejavnikov tveganja. V tem članku predstavljamo ključne genetske mehanizme, nove diagnostične pristope in najnovejše terapevtske strategije, s poudarkom na genskem zdravljenju in urejanju RNA, ki obetata bolj tarčno usmerjene pristope pri zdravljenju PB.
Nevrodegenerativne bolezni predstavljajo enega največjih medicinskih in družbenih izzivov sodobnega časa. Značilno zanje je postopno propadanje nevronov, kar vodi do različnih nevroloških in motoričnih okvar. Zaradi staranja svetovne populacije njihova prevalenca narašča, kar predstavlja vse večji javnozdravstveni problem. Med njimi izstopa Parkinsonova bolezen (PB), ki je drugo najpogostejše nevrodegenerativno obolenje za Alzheimerjevo boleznijo in prizadene milijone ljudi po vsem svetu 1. Ocenjuje se, da ima PB približno 1 odstotek ljudi, starejših od 60 let, pri osebah, starejših od 85 let, pa prevalenca naraste na 3–4 odstotke 2. Moški zbolevajo približno 1,5-krat pogosteje kot ženske, bolezen pa je pogostejša v Evropi in Severni Ameriki kot v Aziji in Afriki 3. Pomembni dejavniki tveganja vključujejo starost, moški spol, genetsko predispozicijo ter izpostavljenost določenim okoljskim toksinom, kot so pesticidi, herbicidi in težke kovine 4. Po drugi strani pa telesna aktivnost in celo kajenje po nekaterih raziskavah delujeta zaščitno, kar kaže na zapleteno medsebojno delovanje genetskih in okoljskih dejavnikov 2.
Nastanek in kompleksnost PB pogojujejo različni genetski in okoljski dejavniki. Klinična slika vključuje motnje gibanja, kot so tremor, rigidnost in bradikinezija (upočasnjeno gibanje), pogosto pa tudi kognitivne in psihiatrične simptome ter motnje avtonomnega živčnega sistema. Čeprav so bile identificirane številne genetske različice, ki povečujejo tveganje za razvoj PB, bolezen še vedno ni v celoti razumljena. Zaradi vpletenosti številnih genov in njihove medsebojne interakcije PB služi kot idealen model za raziskovanje kompleksnih bolezni z večplastno genetsko podlago 5.
Do danes ostaja zdravljenje predvsem simptomatsko, vendar nove raziskave v genetiki in biotehnologiji odpirajo vrata personaliziranim in potencialno kurativnim pristopom. Trenutno so v ospredju zdravila, ki vplivajo na dopaminergični sistem, saj je izguba dopaminergičnih nevronov v substantia nigra ključni patofiziološki mehanizem PB. Najpogosteje uporabljena je levodopa, ki ublaži motorične simptome, sledijo pa dopaminski agonisti ter inhibitorji MAO-B in COMT 6. V zadnjem desetletju napredek na področju prenosnih sistemov za genetski material, zlasti z uporabo adeno-povezanih virusov (AAV), odpira nove možnosti za gensko zdravljenje. Hkrati se razvijajo RNA-terapije, ki omogočajo poseg v bolezenske mehanizme že na ravni mRNA z utišanjem ali popravo izražanja patogenih genov. Za razliko od Alzheimerjeve bolezni, kjer so biološka zdravila, kot so monoklonska protitelesa proti beta-amiloidu, že v klinični uporabi, pri PB takšni pristopi še niso uveljavljeni. Glavni razlog je, da se patološki protein alfa-sinuklein kopiči znotraj nevronov, zaradi česar je slabo dostopen za protitelesa, ki praviloma učinkujejo zunaj celic. Poleg tega monoklonska protitelesa slabo prehajajo krvno-možgansko pregrado. Čeprav so bile razvite obetavne molekule, kot je prasinezumab, klinične študije doslej niso pokazale jasnih koristi za upočasnitev napredovanja bolezni 7. Zaradi teh izzivov so trenutno v ospredju genske in RNA-terapije, ki omogočajo ciljanje znotrajceličnih mehanizmov bolezni.
Razvoj PB je bil do sedaj z uporabo sekvenciranja na ravni celotnega genoma (GWAS – genome wide association studies) in eksomskega sekvenciranja povezan z različicami v več vzročnih genih, kot so SNCA, LRRK2, VPS35, PRKN, PARK7, PINK1 in drugi (Slika 1) 8 9. Kljub temu interakcija med temi različicami genov in tveganjem za razvoj bolezni še ni povsem pojasnjena. Bioinformacijske študije so identificirale še številne druge potencialne vzročne gene, katerih vloga pri razvoju PB je manj jasna in še predmet raziskav. Pomembno je poudariti, da prisotnost genetskih različic ne pomeni nujno razvoja bolezni, saj k nastanku pomembno prispevajo tudi okoljski dejavniki, kar dodatno pripomore h kompleksnosti patogeneze PB 10.
Genetske dejavnike PB lahko preučujemo na dva načina: (1) z raziskovanjem redkih mendelskih oblik bolezni, kjer identificiramo vzročne gene, (2) z genetskimi statističnimi analizami večjega števila bolnikov, s katerimi odkrivamo genetske dejavnike tveganja za razvoj bolezni.
Za celovito razumevanje vloge genetskih in okoljskih dejavnikov je potrebna temeljita analiza obeh pristopov 11.
Iskanje vzročnih genov temelji na razvrstitvi bolnikov s PB v dve skupini – na tiste z dedno (družinsko) obliko bolezni in na tiste s sporadično obliko, pri katerih v družinski anamnezi ni podatkov o pojavu bolezni. Po identifikaciji sprememb v kandidatnih genih z bioinformatskimi orodji raziskovalci nadalje preučujejo funkcijo proteinov in njihove biološke poti. V ta namen se pogosto uporabljajo tudi živalski modeli, s katerimi preučujejo patofiziološke funkcije identificiranih genov 11.
Sodobni pristopi GWAS omogočajo odkrivanje novih potencialno vzročnih genov, pri čemer se trenutno največ pozornosti posveča genoma MAPT in GBA1 11. Gen MAPT kodira protein tau, ki ima ključno vlogo pri stabilizaciji mikrotubulov v živčnih celicah. Različice ali nepravilno uravnavanje tega gena lahko povzroči kopičenje proteinov tau, kar je povezano z razvojem nevrodegenerativnih bolezni, vključno s PB in drugimi tauopatijami. Gen GBA1 (glucosylceramidase beta 1) pa kodira encim glukocerebrozidazo, ki sodeluje pri razgradnji lipidov v lizosomih. Različice tega gena so povezane z zmanjšano encimsko aktivnostjo, kar vodi v kopičenje substratov in moteno delovanje lizosomov – mehanizem, ki se pogosto pojavlja pri bolnikih s PB 12. Med drugimi je najpogosteje poročan vzročni gen za razvoj PB SNCA, ki kodira protein alfa-sinuklein (synuclein alpha), odgovoren za presinaptično uravnavanje sproščanja nevrotransmiterjev 13. Patogene različice vodijo do tvorbe napačno zvitega alfa-sinukleina, ki se kopiči v možganih v obliki Lewyjevih telesc. Njegova agregacija povzroča znotrajcelični stres, disfunkcijo proteasoma, oksidativni stres in posledično izgubo dopaminergičnih nevronov 13. SNCA, MAPT in GBA1 torej vplivajo na stabilnost celičnih struktur in razgradnjo celičnih odpadkov, pri čemer GBA1 neposredno vpliva na lizosomsko encimsko aktivnost. Obstaja sinergističen učinek, saj so te poti med seboj povezane: na primer, različice GBA1 lahko zmanjšajo lizosomsko učinkovitost in pospešijo kopičenje alfa-sinukleina, katerega razgradnja je odvisna od pravilnega delovanja avtofagije.
Geni, kot so PRKN, PINK1, VPS35 in LRRK2 sodelujejo v mitofagiji in avtofagiji – procesih, ki odstranjujejo poškodovane mitohondrije in napačno zvite proteine. Gen VPS35 (VPS35 retromer complex component) kodira komponento retromerskega kompleksa, vključeno v endolizosomske in avtofagijske procese. Znižano izražanje VPS35 ali patogene različice vplivajo na sposobnost razgradnje napačno zvitih proteinov, kar vodi v agregacijo alfa-sinukleina in nevrodegeneracijo. Funkcionalne povezave med VPS35 in geni SNCA, LRRK2 ter PRKN dodatno potrjujejo kompleksnost bolezni 1415.
LRRK2 (leucine rich repeat kinase 2) je gen, povezan z avtosomno dominantno obliko PB. Njegov produkt, z levcinom bogata kinaza 2, sodeluje pri avtofagiji, mitohondrijski funkciji in stabilnosti. Različice vodijo v povečano aktivnost kinazne domene, kar povzroča propad dopaminergičnih celic, oslabljeno nevrotransmisijo dopamina, moteno sintezo in razgradnjo proteinov, oksidativni stres in vnetje 1216.
Geni PRKN, PARK7 in PINK1 povzročajo avtosomno recesivne oblike PB. PRKN kodira ubikvitin-ligazo parkin, ki je pomembna za proteasomsko razgradnjo proteinov in ohranjanje mitohondrijske stabilnosti. PARK7 kodira protein DJ-1 (oziroma PB7), katerega funkcija še ni popolnoma znana, a je povezana z antioksidativno zaščito celic. PINK1 pa kodira PTEN-inducirano kinazo 1, ki deluje protivnetno in ima pomembno vlogo pri zaščiti mitohondrijev 12[ ^17]. PINK1 in parkin sodelujeta v mitofagiji, procesu selektivne odstranitve okvarjenih mitohondrijev prek avtofagije. Ko mitohondrij postane nedelujoč in izgubi membranski potencial, se PINK1 akumulira na njegovi zunanji membrani, kjer rekrutira in aktivira parkin. Parkin nato ubikvitinira različne mitohondrijske membranske proteine, kar služi kot signal za privabljanje avtofagosomov, ki mitohondrij obdajo in ga razgradijo. Mitofagija je ključna za vzdrževanje celičnega homeostatskega ravnovesja, ohranjanje mitohondrijske kakovosti, zmanjševanje oksidativnega stresa in preprečevanje kopičenja okvarjenih mitohondrijev ter nastanka apoptoze, kar je ključno za zdravje nevronov in preprečevanje nevrodegeneracije, kot jo opažamo pri PB 18. Skupaj ti geni predstavljajo ključne regulatorje ubikvitinskega sistema in mitohondrijske kakovostne kontrole, katerih disfunkcija vodi do celičnega stresa in s PB povezane nevrodegeneracije 1217.
S pristopom GWAS so poleg omenjenih redkih različic identificirali tudi številne pogoste dejavnike tveganja, ki posamezno prispevajo majhen delež, skupaj pa pomembno vplivajo na verjetnost razvoja PB. Največja do danes izvedena metaanaliza GWAS za PB, ki je vključevala več kot 37.000 bolnikov in identificirala 90 lokusov, povezanih s tveganjem za PB, je pokazala, da posamezni aleli prispevajo majhne učinke, vendar skupno pojasnijo pomemben delež genetske predispozicije – kar je temelj poligenskega modela 19. Ti poligenski prispevki dodatno potrjujejo, da razvoj PB temelji na zapleteni interakciji med številnimi genetskimi dejavniki in okoljem.
V zadnjih letih so raziskovalci PB raziskovali z uporabo različnih omskih pristopov, ki omogočajo celovito razumevanje molekularnih mehanizmov tega kompleksnega obolenja. Slovenski raziskovalci Karić in sod. (2011) so izvedli integrativne analize genomskih, transkriptomskih in proteomskih podatkov ter identificirali več novih kandidatnih genov za PB, katerih vloga pri bolezni še ni bila dovolj raziskana. Ti geni so bili odkriti z uporabo integrativnih pristopov, kot je sistem BITOLA, ki omogoča sintezo podatkov z različnih omskih ravni in njihovo združevanje za natančnejšo identifikacijo biooznačevalcev 20. Uporaba umetne inteligence za analizo večomskih podatkov omogoča odkrivanje funkcionalnih variant, ki lahko vplivajo na razvoj in napredovanje PB. Ta pristop je omogočil prepoznavanje novih molekularnih poti, povezanih z boleznijo, in napredek pri identifikaciji biooznačevalcev, ki bi lahko podprli razvoj tarčnih prognostičnih in diagnostičnih testov za zgodnje odkrivanje bolezni ter napovedovanje njenega napredovanja 21. Napredek odpira nove možnosti za izboljšanje napovedne natančnosti in razumevanje patogeneze PB. Z vključitvijo teh novih podatkov v obstoječe raziskave se lahko že znani podatki strukturirajo in integrirajo v smiselni kontekst, kar pripomore k napredku v razumevanju molekularnih mehanizmov PB in razvoju novih terapevtskih pristopov. Novejši pristopi integracije večomskih podatkov (genomskih, transkriptomskih in proteomskih) omogočajo še natančnejše odkrivanje novih kandidatnih genov za PB. Ena od metod temelji na pozicijski analizi genomskih sprememb, kjer so Maver in sod. (2011) identificirali 29 novih potencialnih kandidatnih genov z združevanjem podatkov iz različnih študij 22. Poleg tega so z uporabo fenotipskih podatkov iz baze Human Phenotype Ontology okrepili verodostojnost rezultatov ter potrdili učinkovitost metode z odkritjem znanih PB-genov, kot sta SNCA in UCHL1. Integracija različnih omskih podatkov 8, podprta z naprednimi analitičnimi metodami in umetno inteligenco 21, tako omogoča prepoznavanje novih biooznačevalcev ter izboljšuje diagnostiko in napovedovanje bolezni, hkrati pa poudarja pomen standardizacije in validacije teh pristopov za prenos v klinično prakso 8.
Enoten test, ki bi lahko zanesljivo potrdil prisotnost PB, trenutno ne obstaja. Diagnoza temelji na simptomih, medicinski zgodovini in podrobnem kliničnem pregledu. Glavni motorični simptomi PD vključujejo tremor, rigidnost, bradikinezijo/akinezijo in posturalno nestabilnost, vendar klinična slika zajema tudi druge motorične in nemotorične simptome 23. Zdravnik običajno izvede nekaj testov, pri katerih mora bolnik opraviti preproste mentalne ali fizične naloge, kot je premikanje po prostoru 24. Prav tako oceni bolnikove kognitivne sposobnosti, obrazne izraze, prisotnost tresenja obraza, rok ali nog ter ravnotežje.
V zgodnjih fazah bolezni je lahko diagnoza zahtevna, saj so simptomi pogosto blagi. Zdravniki običajno upoštevajo možnost za PB, če ima bolnik vsaj dva glavna motorična simptoma, kot je tresenje okončin, bradikinezija ali rigidnost 25. Če obstaja sum na PB, bo osebni zdravnik bolnika napotil k specialistu, običajno nevrologu ali geriatru 24.
Za izključitev drugih vzrokov za simptome se lahko izvede slikanje možganov, kot je enofotonska izsevna računalniška tomografija (SPECT) 24, vendar se ta metoda ne uporablja pri vseh bolnikih. Če so simptomi gibanja dovolj prepričljivi, je diagnoza mogoča že na tej podlagi, brez slikanja možganov, saj ima tudi ta metoda omejene sposobnosti natančne diagnoze 25. Na slikah, ustvarjenih s SPECT, je mogoče opaziti zmanjšan privzem sledilnega barvila v zunanji del lentiformnega nukleusa oziroma putamen. Takšen rezultat je prisoten pri PB in drugih parkinsonskih sindromih (progresivni supranuklearni paralizi, multipli sistemski atrofiji, idiopatski PB, vaskularnem parkinsonizmu itd.). PB lahko od drugih parkinsonskih sindromov ločimo s pomočjo magnetne resonance (MRI), pri vaskularnem parkinsonizmu pa lahko iz MRI razberemo spremembe v žilnem sistemu 26.
Tradicionalna diagnostika temelji predvsem na klinični sliki in pozitivnem odzivu na zdravljenje z levodopo, kar pomeni, da je bolezen pogosto diagnosticirana šele po znatni izgubi dopaminergičnih nevronov (običajno več kot 50 odstotkov v nigrostriatnem sistemu). Zaradi tega poteka intenziven razvoj novih diagnostičnih pristopov, ki temeljijo na biooznačevalcih.
Med nove pristope k diagnostiki PB sodijo biooznačevalci, ki omogočajo zgodnejše in natančnejše prepoznavanje bolezni ter njeno razlikovanje od drugih nevrodegenerativnih motenj. Analiza cerebrospinalne tekočine omogoča določanje koncentracij patološko spremenjenega alfa-sinukleina, nevrofilamentov lahkih verig (NFL), amiloidnih beljakovin in proteinov tau, kar je še posebej uporabno pri diferencialni diagnostiki 27. Poleg tega nove tehnologije omogočajo izolacijo eksosomov tako iz cerebrospinalne tekočine kot periferne krvi in urina ter kvantifikacijo RNA znotraj njih, vključno z mikro RNA, kar se razvija kot manj invazivna alternativa likvorski diagnostiki 28293031. Molekularno slikanje z uporabo pozitronske emisijske tomografije (PET) ali metod SPECT omogoča vizualizacijo dopaminskih transporterjev (DAT) ali prisotnosti nevroinflamacije, kar je koristno za zgodnje odkrivanje bolezni in spremljanje njenega napredovanja 32. Pomembno vlogo ima tudi napovedna genetika, saj analiza DNA lahko razkrije različice v genih, kot sta GBA1 in LRRK2, ki so povezane z večjim tveganjem za razvoj PB ter lahko napovedujejo potek bolezni in odziv na določene terapije 33.
Takšen pristop pomeni pomemben premik od klasične simptomatske diagnostike k personalizirani medicini, kjer bi v prihodnosti kombinacija klinične slike in bioloških označevalcev omogočala zgodnejšo, natančnejšo in bolj ciljno usmerjeno obravnavo bolnikov s PB.
Zdravila, kot so agonisti dopaminskih receptorjev in dopaminski prekurzor levodopa, lahko deloma ublažijo nekatere simptome PB, vendar ta pristop ni povsem specifičen, saj le 5–10 odstotkov levodope uspe preiti krvno-možgansko pregrado, medtem ko drugod po telesu povzroča nezaželene stranske učinke. Ker trenutno za zdravljenje PB še niso na voljo odobrena zdravila, je razvoj novih terapevtskih možnosti ključen cilj raziskav na tem področju. Raziskovalni pristopi vključujejo iskanje novih živalskih modelov bolezni in preučevanje možnosti genskega zdravljenja, presaditve matičnih celic in uporabe nevroprotektivnih sredstev 34.
Zaradi napredka v dostavnih sistemih genetskega materiala v možgansko tkivo, predvsem z uporabo AAV, se odpirajo nove možnosti za gensko zdravljenje PB (Slika 2). AAV so nepatogeni virusi, ki jih raziskovalci pogosto uporabljajo kot prenašalce (vektorje) za dostavo terapevtskih genov v ciljne celice, tudi v centralnem živčnem sistemu. Njihova sposobnost dolgotrajnega izražanja v celicah brez povzročanja večjih imunskih odzivov jih naredi še posebej primerne za uporabo v možganih 35. V okviru kliničnih študij so preučili več terapevtskih strategij:
– AAV-GAD: Gre za dostavo gena GAD za glutamat-dekarboksilazo, encim, ki pretvarja glutamat (eksicitatorni nevrotransmiter) v gama-aminomasleno kislino (GABA), ki ima zaviralni učinek za aktivnost nevronov. Ciljna struktura je subtalamično jedro, ki je pri bolnikih s PB pogosto prekomerno aktivirano. S povečano sintezo GABA se zmanjšajo simptomi motorične disfunkcije, saj se ponovno vzpostavi ravnovesje v bazalnih ganglijih 36. – AAV-AADC: Namen tega zdravljenja je povečati izražanje aromatske L-aminokislinske dekarboksilaze (AADC) v možganih. Ta encim, ki ga kodira gen DDC (dopa decarboxylase), sodeluje pri pretvorbi levodope v dopamin. S tem pristopom bi se povečala učinkovitost terapije z levodopo in zmanjšali sistemski stranski učinki 37. – GBA-genska terapija: Usmerjena je v obnovitev funkcije encima glukocerebrozidaze (GBA), katerega aktivnost je zmanjšana zaradi različic v genu GBA1, kar predstavlja enega najpogostejših genetskih dejavnikov tveganja za PB. Genska terapija, kot je PR001, uporablja adeno-povezane virusne vektorje za dostavo funkcionalnega gena GBA1 v možgane, s čimer se poveča aktivnost encima, izboljša lizosomska razgradnja in zmanjšuje kopičenje toksičnih oblik alfa-sinukleina, kar lahko upočasni napredovanje bolezni 38.
Poleg vnašanja genov v celice se razvijajo tudi RNA-terapije, ki omogočajo ciljanje bolezni že na ravni mRNA, preden se iz njih prevedejo nepravilni ali škodljivi proteini (Slika 2). Tak pristop omogoča bodisi utišanje izražanja škodljivih genov bodisi popravljanje različic brez posega v DNA:
– Protismiselni oligonukleotidi (antisense oligonucleotide, ASO): to so kratka zaporedja nukleotidov, ki se specifično vežejo na ciljno mRNA, npr. mRNA SNCA, in tako zavirajo sintezo alfa-sinukleina, proteina, ki se pri PB patološko kopiči. Nekateri terapevtiki ASO so že vstopili v zgodnje faze kliničnega testiranja 39, kar dokazuje njihov potencial. – Urejanje RNA (RNA editing) je metoda, pri kateri se z encimom ADAR (adenosine deaminase acting on RNA) ciljno spremenijo posamezni nukleotidi v mRNA – najpogosteje adenozin v inozin (A-to-I). Celica inozin bere kot gvanin, kar omogoča popravljanje točkovnih različic na ravni RNA brez trajnih sprememb v DNA. Prednosti tega pristopa vključujejo reverzibilnost, manjši imunski odziv in višjo varnost v primerjavi z genskimi terapijami, ki trajno spreminjajo genom. Trenutno se ti postopki preizkušajo v celičnih linijah in na živalskih modelih, tudi v okviru raziskav PB, in kažejo velik terapevtski potencial 40.
Primer takega pristopa je opisan v študiji Wettengel in sod. (2017), kjer so raziskovali popravljanje različice v genu PINK1 z uporabo človeškega encima ADAR2, ene od izooblik iz družine ADAR 41. V eksperimentu so uporabili celice HeLa z izbitim genom PINK1 (t. i. knock-out ali PINK1-KO) in testirali, ali je mogoče funkcijo tega gena obnoviti s pomočjo RNA-urejanja, usmerjenega z vodilno RNA. ADAR2 so usmerili k prezgodnjemu zaključnemu kodonu UAG v mRNA PINK1, ki je posledica različice W437X (zamenjava kodona za triptofan s stop kodonom na mestu 437), in ga s pomočjo prekodiranja A-to-I popravili nazaj v kodon za triptofan (UGG). Tako so obnovili izražanje funkcionalnega proteina PINK1 in ponovno aktivirali mitofagijo, ki jo uravnavata PINK1 in parkin. Popravek različice PINK1 W437X je odpravil perinuklearno kopičenje parkina in povrnil normalen fenotip mitofagije. Študija je pokazala, da je za uspešno RNA-urejanje potrebna prisotnost vodilne RNA, encima ADAR2 in ciljne mRNA z ustrezno različico.
Personalizirana medicina, ki temelji na genetskem profilu posameznika, odpira nove možnosti za zdravljenje PB. S kombinacijo genske diagnostike, spremljanja biooznačevalcev in tarčnega zdravljenja omogoča zgodnejše odkrivanje bolezni ter učinkovitejše in bolj prilagojene terapevtske ukrepe.
Čeprav je bila PB dolgo časa obravnavana kot bolezen z neznanim vzrokom, ki jo je bilo mogoče zdraviti le simptomatsko, se danes kaže kot področje, kjer poglobljeno razumevanje molekularnih in genetskih mehanizmov vodi k razvoju naprednih terapevtskih strategij. Genske in RNA-terapije, skupaj z natančnejšo diagnostiko, kažejo, da se zdravljenje PB pomika proti bolj individualiziranemu in ciljno usmerjenemu pristopu. Napredne metode integracije večomskih podatkov, ki temeljijo na genomski poziciji, ponujajo možnost za odkrivanje novih molekularnih tarč in potencialnih terapevtskih strategij za PB.
Članek opisuje genetsko ozadje bolezni, sodobne diagnostične metode in nove terapevtske možnosti, ki jih omogoča biomedicinski napredek. PB ostaja kompleksna nevrodegenerativna motnja, pri kateri na razvoj in potek bolezni pomembno vplivata interakcija genetskih dejavnikov in dejavnikov okolja. Identifikacija novih genetskih označevalcev in razumevanje njihovega pomena za patogenezo bolezni ne odpirata le novih poti za zdravljenje, temveč tudi upanje za boljšo kakovost življenja bolnikov v prihodnosti.
Lamptey, R. N. L., Chaulagain, B., Trivedi, R., Gothwal, A., Layek, B., Singh, J. (2022). A Review of the common neurodegenerative disorders: Current therapeutic approaches and the potential role of nanotherapeutics. International Journal of Molecular Sciences, 23(3), 1851. ↩
Ascherio, A., Schwarzschild, M. A. (2016). The epidemiology of Parkinson’s disease: risk factors and prevention. Lancet Neurol., 15(12), 1257–1272. ↩
Pringsheim, T., Jette, N., Frolkis, A., Steeves, T. D. (2014). The prevalence of Parkinson’s disease: A systematic review and meta-analysis. Mov Disord., 29(13), 1583–1590. ↩
Kalia, L. V., Lang, A. E. (2015). Parkinson’s disease. Lancet, 386(9996), 896–912. ↩
Klein, C., Westenberger, A. (2012). Genetics of Parkinson’s disease. Cold Spring Harbor Perspectives in Medicine, 2(1), a008888. ↩
Olanow, C. W., Stern, M. B., Sethi, K. (2009). The scientific and clinical basis for the treatment of Parkinson disease. Neurology, 72(21_suppl_4), S1–S136. ↩
Pagano, G., Taylor, K. I., Anzures-Cabrera, J., Marchesi, M., Simuni, T., Marek, K., Bonni, A. (2022). Trial of prasinezumab in early-stage Parkinson’s disease. New England Journal of Medicine, 387(5), 421–432. ↩
Redenšek, S., Dolžan, V., Kunej, T. (2018). From Genomics to Omics Landscapes of Parkinson’s Disease: Revealing the Molecular Mechanisms. OMICS, 22(1), 1–16. https://doi.org/10.1089/omi.2017.0181 ↩
Billingsley, K. J., Bandres-Ciga, S., Saez-Atienzar, S., Singleton, A. B. (2018). Genetic risk factors in Parkinson’s disease. Cell Tissue Res., 373(1), 9–20. ↩
Kalinderi, K., Bostantjopoulou, S., Fidani, L. (2016). The genetic background of Parkinson’s disease: current progress and future prospects. Acta Neurologica Scandinavica, 134(5), 314–326. ↩
Funayama, M., Nishioka, K., Li, Y., Hattori, N. (2023). Molecular genetics of Parkinson’s disease: contributions and global trends. Journal of Human Genetics, 68(2), 125–130. ↩
Day, J. O., Mullin, S. (2021). The genetics of Parkinson’s disease and implications for clinical practice. Genes, 12(7), 1006. ↩
Stefanis, L. (2012). α-Synuclein in Parkinson’s disease. Cold Spring Harbor Perspectives in Medicine, 2(2), a009399. https://doi.org/10.1101/cshperspect.a009399 ↩
Sassone, J., Reale, C., Dati, G., Regoni, M., Pellecchia, M. T., Garavaglia, B. (2021). The role of VPS35 in the pathobiology of Parkinson’s Disease. Cellular and Molecular Neurobiology, 41(2), 199–227. ↩
Eleuteri, S., Albanese, A. (2019). VPS35-Based Approach: A potential innovative treatment in Parkinson’s disease. Frontiers in Neurology, 10, 1272. https://doi.org/10.3389/fneur.2019.01272 ↩
Rui, Q., Ni, H., Li, D., Gao, R., Chen, G. (2018). The role of LRRK2 in neurodegeneration of Parkinson Disease. Current Neuropharmacology, 16(9), 1348–1357. ↩
Pickrell, A. M., Youle, R. J. (2015). The roles of PINK1, parkin, and mitochondrial fidelity in Parkinson’s disease. Neuron, 85(2), 257–273. ↩
Walden, H., Muqit, M. M. K. (2017). Ubiquitin and Parkinson’s disease through the looking glass of genetics. Biochemical Journal, 474(9), 1439–1451. ↩
Nalls, M. A., Blauwendraat, C., Vallerga, C. L., Heilbron, K., Bandres-Ciga, S., Chang, D., et al. (2019). Identification of novel risk loci, causal insights, and heritable risk for Parkinson’s disease: a meta-analysis of genome-wide association studies. Lancet Neurol., 18(12), 1091–1102. https://doi.org/10.1016/S1474-4422(19)30320-5 ↩
Karić, A., Terzić, R., Karić, A., Peterlin, B. (2011). Identifying candidate genes for Parkinson’s disease by integrative genomics method. Biochem Med (Zagreb), 21(2), 174–181. https://doi.org/10.11613/bm.2011.027 ↩
Parikh, R., Mathai, A., Parikh, S., Sekhar, G. C., Thomas, R. (2023). Integrative gene expression analysis for the diagnosis of Parkinson’s disease using machine learning and explainable AI. Comput Biol Med., 162, 107140. https://doi.org/10.1016/j.compbiomed.2023.107140 ↩
Maver, A., Peterlin, B. (2011). Positional integratomic approach in identification of genomic candidate regions for Parkinson’s disease. Bioinformatics, 27(14), 1971–1978. ↩
Balestrino, R., Schapira, A. H. V. (2020). Parkinson disease. European Journal of Neurology, 27(1), 27–42. ↩
Parkinsons disease. (2022). NHS. https://www.nhs.uk/conditions/parkinsons-disease/diagnosis/ (pridobljeno 14. januar 2024). ↩
Diagnosing Parkinsons. (2023). ADPA. https://www.apdaparkinson.org/what-is-parkinsons/diagnosing/ (pridobljeno 14. januar 2024). ↩
Armstrong, M. J., Okun, M. S. (2020). Diagnosis and treatment of Parkinson disease: A Review. Journal of the American Medical Association, 323(6), 548–560. ↩
Oosterveld, L. P., Verberk, I. M. W., Majbour, N. K., El-Agnaf, O. M., Weinstein, H. C., Berendse, H. W., Teunissen, C. E., van de Berg, W. D. J. (2020). CSF or serum neurofilament light added to α-Synuclein panel discriminates Parkinson’s from controls. Mov Disord., 35(2), 288–295. https://doi.org/10.1002/mds.27897 ↩
Sardar Sinha, M., Ansell-Schultz, A., Civitelli, L., Hildesjö, C., Larsson, M., Lannfelt, L., et al. (2018). Alzheimer’s disease pathology propagation by exosomes containing toxic amyloid-beta oligomers. Acta Neuropathol., 136(1), 41–56. ↩
Shi, M., Zabetian, C. P., Hancock, A. M., Ginghina, C., Hong, Z., Yearout, D., et al. (2021). Significance and confounders of peripheral DJ-1 and alpha-synuclein in Parkinson’s disease. Neurosci Lett., 764, 136203. ↩
Gui, Y., Liu, H., Zhang, L., Lv, W., Hu, X. (2015). Altered microRNA profiles in cerebrospinal fluid exosome in Parkinson disease and Alzheimer disease. Mol Neurodegener., 10, 17. ↩
Fraser, K. B., et al. (2016). Ser (P)-1292 LRRK2 in urinary exosomes is elevated in idiopathic Parkinson’s disease. Movement Disorders, 31(10), 1543–1550. ↩
Arnaldi, D., De Carli, F., Dell’Agnello, G., Tessa, C., Lucetti, C., Giorgi, F. S., et al. (2020). Imaging of dopamine transporter and functional connectivity in Parkinson’s disease: a combined SPECT and resting-state fMRI study. Eur J Nucl Med Mol Imaging., 47(2), 394–404. ↩
Blauwendraat, C., Nalls, M. A., Singleton, A. B. (2020). The genetic architecture of Parkinson’s disease. Lancet Neurol., 19(2), 170–178. ↩
Poewe, W., Seppi, K., Tanner, C. M., Halliday, G. M., Brundin, P., Volkmann, J., et al. (2017). Parkinson disease. Nature Reviews Disease Primers, 3, 17013. https://doi.org/10.1038/nrdp.2017.13 ↩
Bell, P., van Zonneveld, R., Riviere, C., et al. (2017). Adeno-associated viral vectors: strategies and methods for clinical application. Hum Gene Ther., 28(6), 659–671. https://doi.org/10.1089/hum.2017.077 ↩
Eslamboli, A., Gross, R. E. (2009). Gene therapy for Parkinson’s disease: the role of adeno-associated viral vectors in GAD delivery to the subthalamic nucleus. Exp Neurol., 218(1), 72–78. ↩
Albanese, A., Brighina, F., Cosentino, G., et al. (2005). Adeno-associated virus-mediated delivery of aromatic L-amino acid decarboxylase to the putamen in Parkinson’s disease. Neurology, 64(8), 1464–1467. ↩
Abeliovich, A., Hefti, F., Sevigny, J. (2021). Gene Therapy for Parkinson’s Disease Associated with GBA1 Mutations. J Parkinsons Dis., 11(s2), S183–S188. ↩
Schoch, K. M., Miller, T. M. (2022). Antisense Oligonucleotides: Translation from Mouse Models to Human Neurodegenerative Diseases. Neuron, 110(5), 701–716. ↩
Lim, Y., Lee, C., Kang, T., Moon, J. (2020). RNA editing approaches toward the potential treatment of neurological diseases. Mol Brain., 13(1), 2. ↩
Wettengel, J., Reautschnig, P., Geisler, S., Kahle, P., Stafforst, T. (2017). Harnessing human ADAR2 for RNA repair – Recoding a PINK1 mutation rescues mitophagy. Nucleic Acids Research, 45(5), 2797–2808. ↩
Asist. razisk. dr. Maša Čater
Biotehniška fakulteta
Nastja Blagovič
Urška Jerič
Agata Kokalj Malovrh
Nuša Balen
Magistrski študijski program Biotehnologija, Biotehniška fakulteta
Prof. dr. Tanja Kunej
Biotehniška fakulteta
Sprejeto: 3.5.2025
Objavljeno: 28.5.2025