Tallinna Tehnikaülikool

Miks on vaja teada, kuidas mõjub alfa-lipoehape liigsete vaskioonide poolt põhjustatud muutustele hiire rasvarakkudes? Vastuse küsimusele leiab prestiižse teadusajakirja Proceedings of the Academy of Sciences USA värskest numbrist.

Ekaterina Kabin
Ekaterina Kabin tutvustamas uurimistööd poster-ettekandega. Foto:TalTech

Maailmas on palju keerulisi haigusi, mille ravimiseks otsivad teadlased pingsalt uusi ja senisest paremaid võimalusi. Wilsoni tõbi on väga raske haigus, millele seni puudub otsene ravi.  Õnneks on aga olemas mitmed ravimid, mille abil saab haigust kontrolli all hoida – need seostuvad organismis leiduvate liigsete vaskioonidega ja võimaldavad neil organismist väljuda. Kuid need ravimid pole täiuslikud, näiteks üks ravimitest viib küll edukalt vaske organimist välja ja väldib maksakahjustusi, kuid ei kaitse aju ega vähenda neuronaalseid sümptomeid.

Vask on äärmiselt oluline mikroelement, millel põhineb suuresti nii loomade, taimede kui ka seente energiatootmine.  Samuti on vask hädavajalik meie kaitseks reaktiivsete hapnikuosakeste (ROS) eest.  Kuid vasel on ka tumedam pool – tema redoksaktiivsus peab olema hoolikalt kontrollitud, kuna vabalt või juhuslike ainetega seotud vaskioonid võivad hoopis suurendada ROS-ide tootmist.  Seetõttu on vaskioonid organismis alati seotud valkude või teiste orgaaniliste molekulidega, mis hoiavad selle aktiivsust kontrolli all. Lisaks on oluline hoida ka vase kogus organismis vajalikes piirides, st on vaja vabaneda ülearusest vasest, mis organismi on toiduga või muul viisil sattunud. Siin astub mängu valk lühendiga ATP7B, mis tegutseb nagu „pump“ rakumembraanis eemaldades  ülearused vaskioonid rakust, et  need saaks organismist välja viia. Kui selline pump on defektne, siis kuhjub vask rakkudesse ja inimesele kaasneb Wilsoni tõbi, mille puhul on esmasteks kahjustatud organiteks maks ja aju. Kas leidub aga veel mingeid lahendusi?

Taasavastati üks looduslik ühend

Mõned aastad tagasi mõõdeti professor Peep Palumaa laboris Tallinna Tehnikaülikoolis erinevate Wilsoni tõbe kontrollivate ravimine afiinsust vaskioonide suhtes.  Selle käigus avastati, et üks looduslik ühend, mida tuntakse alfa-lipoehappena (LA) ja mida müüakse ka toidulisandina, suudab seostuda vaskioonidega sama tõhusalt kui Wilsoni tõve ravimid. Sidumise tõhusus peab olema piisav ülearuse vase sidumiseks, kuid samas ei tohi ravim vaske eemaldada valkudelt, kes seda toimimiseks vajavad. 

Uurimistööd kokkuvõttev illustratsioon. Autor: Kabin jt
Uurimistööd kokkuvõttev illustratsioon. Autor: Kabin jt

Sellest avastusest algas omakorda koostöö professor Svetlana Lutsenko rühmaga Johns Hopkinsi Ülikoolist, eesmärgiga välja selgitada, kuidas ja millise mehhanismi abil LA rakkude tasandil vase ainevahetust mõjutab.  Tavaliselt suudavad terved rakud päris hästi vase taset sobivas vahemikus hoida, kuid ATP7B puudulikud hiire rasvarakud, millel puudub ioone eemaldav pump, võtavad sisse liiga palju vaske ja nendega toimuvad seetõttu mitmed muutused. Näiteks näevad rakud välja ebaharilikud (muutunud morfoloogia) ja nende tavapärane funktsioneerimine on häiritud.  

Eesmärgile jõutakse üha lähemale

Selgus, et alfa-lipoehape neutraliseeris liigse vase kahjuliku toime ja taastas rakkude normaalse oleku. Vase mõju oli tagasi pööratav ka aine poolt, mis sidus vaske rakuvälises keskkonnas ja ei andnud seda rakkudele kätte. Ühtlasi selgus, et LA mõju oli teistsugune – LA ei vähendanud vase taset rakkudes, kuid suurendas seleeni sisaldavate valkude ekspressiooni, mis on tähtsad redoks-regulaatorid. Selleks, et tänapäeval mõni aine ravimina kasutusele võtta, on vaja alustuseks kirjeldada, kuidas see täpselt mõjub ja antud töö viis meid sellele eesmärgile veidi lähemale.

LA ei ole oluline ainult päriliku Wilsoni tõve kontekstis, vase metabolismi häired on iseloomulikud ka Alzheimeri tõve kulgemisel, mille koormus tervishoiu- ja sotsiaalsüsteemidele on tohutu. Lisaks on LA laialdaselt kasutusel toidulisandina, kusjuures teda tutvustatakse peamiselt kui antioksüdanti. Kuna sel on ka selge mõju vase ainevahetusele, siis peaks ka selle võimalikud tagajärjed olema läbi uuritud ja selged, et lisandi kasutamine oleks ohutu.

Loo lõpuks soovime õnne artikli esimesele autorile doktorant Ekaterina Kabinile, kes tegi ära põhitöö selle artikli ilmumiseks, veetes mitu aastat USAs Baltimore’is. Loodame, et artikkel avab peale doktoritöö kaitsmist Ekaterinale palju uusi võimalusi järeldoktorantuuri siirdumisel.