Dwa badania opublikowane 26 października pokazują peptydy pełniące funkcje, jakich nie sugerowałyby ich nazwy. U muszek owocowych peptyd zwalczający drobnoustroje wydaje się pomagać jelitu usuwać własne zużyte komórki. U myszy z chorobą przypominającą chorobę Alzheimera peptyd znany z utrzymywania zwierząt w stanie czuwania poprawił ich sen i był powiązany z mniejszą ilością amyloidu w mózgu.
Oba badania prowadzono na zwierzętach i żadne nie mówi, co stałoby się u ludzi. Mimo to warto przeczytać je uważnie, ponieważ każde wskazuje na możliwą nową rolę małej, dobrze zdefiniowanej cząsteczki.
Pileup: peptyd zwalczający drobnoustroje z drugim zadaniem
Peptydy przeciwdrobnoustrojowe są najlepiej znane z zabijania bakterii. Zespół kierowany z Narodowego Uniwersytetu w Seulu znalazł u muszek owocowych nowy peptyd, nazwany pileup, który wydaje się mieć drugie zadanie w miarę starzenia się jelita. Pracę opisali w Current Biology Lee, Kim i współpracownicy.
Starsze komórki wyściółki jelita gromadzą stres, gdy ich mitochondria, struktury dostarczające komórce energii, zaczynają zawodzić. Według zespołu ten stres włącza pileup wewnątrz tych komórek. Peptyd uszkadza ich błony i uruchamia sygnał, który, jak sądzą badacze, pomaga w usunięciu komórek, co robi miejsce dla nowych.
Co się działo bez niego
Muszki pozbawione pileup i trzech powiązanych genów wykształciły nagromadzenie komórek przypominające guz, nieszczelne jelito i zaburzoną populację mikroorganizmów jelitowych, a także umierały wcześniej. Sugeruje to, że porządkowa rola peptydu ma znaczenie dla utrzymania zdrowej wyściółki jelita w miarę starzenia się muszek.
Wynik pochodzi wyłącznie z badań na muszkach owocowych, więc nie wiadomo jeszcze, w jakim stopniu można go przenieść na ludzi.
Neuropeptyd S: peptyd pobudzający czuwanie użyty odwrotnie
Neuropeptyd S to peptyd złożony z 20 aminokwasów, najlepiej znany z utrzymywania gryzoni w stanie czuwania po pojedynczej dawce. Zespół ze Szkoły Medycznej w Wuxi Uniwersytetu Jiangnan w Chinach, kierowany przez Penga Zhao, sprawdził, co się dzieje, gdy podaje się go codziennie. Wyniki opublikowali w Frontiers in Neurology.
Badacze użyli samców myszy APP/PS1, powszechnie stosowanego modelu choroby Alzheimera, w wieku 8 miesięcy. Każda mysz otrzymywała 1 nanomol neuropeptydu S dziennie przez 14 dni, wstrzykiwany bezpośrednio do wypełnionych płynem przestrzeni mózgu. Myszy z grupy porównawczej otrzymywały sól fizjologiczną.
Mniej czasu w stanie czuwania i mniej blaszek
Podany w ten sposób peptyd działał przeciwnie niż pojedyncza dawka. Leczone myszy spędzały mniej czasu w stanie czuwania i więcej w śnie nie-REM, a ich epizody snu nie-REM były dłuższe, zarówno w fazie jasnej, jak i ciemnej. Czas snu REM nie zmienił się istotnie.
W hipokampie, obszarze mózgu kluczowym dla pamięci, leczone myszy miały niższe poziomy białka prekursorowego amyloidu (APP) i jego formy ufosforylowanej, mniejszy obszar wybarwiony na beta-amyloid oraz mniej blaszek na pole widzenia niż grupa otrzymująca sól fizjologiczną. Nieleczone myszy APP/PS1 spały źle, z bardziej fragmentarycznym snem nie-REM.
W osobnym eksperymencie na hodowanych komórkach mikrogleju, komórkach odpornościowych mózgu, peptyd wiązał się z oznakami autofagii, czyli procesu recyklingu w komórce, oraz z sygnalizacją ERK. Wskazuje to na możliwy mechanizm, ale badanie nie pokazuje, czy peptyd pomógł usuwać amyloid, czy zmniejszył ilość jego wytwarzania.
Dlaczego wyniki wymagają ostrożności
Autorzy wymieniają kilka ograniczeń. Badano tylko samce myszy w jednym wieku, po sześć zwierząt w grupie w pracach nad snem i tkankami. Nie było grupy zdrowych myszy otrzymujących peptyd, więc nie wiadomo, czy wpływ na sen jest specyficzny dla modelu choroby. Peptyd wstrzykiwano bezpośrednio do mózgu, co jest bardzo dalekie od jakiegokolwiek leczenia, które mogłoby być stosowane u ludzi. W eksperymentach komórkowych użyto unieśmiertelnionej linii komórkowej, a badania nie testowano na pacjentach.
Mimo to odkrycie, że ten sam peptyd może nasilać lub zmniejszać czuwanie w zależności od sposobu podania, jest użytecznym przypomnieniem, jak wiele znaczy schemat dawkowania w badaniach nad peptydami.
Co łączy oba badania
W obu przypadkach mały peptyd okazuje się robić coś innego niż jego najlepiej znane zadanie: cząsteczka przeciwbakteryjna, która pomaga też usuwać stare komórki, oraz cząsteczka pobudzająca czuwanie, która podawana codziennie wydaje się pomagać w śnie. W obu dotychczasowe dowody pochodzą z badań na zwierzętach. Kolejnymi krokami będzie powtórzenie wyników przez inne grupy i, jeśli efekty się utrzymają, prace na bardziej złożonych modelach.