Godina je 1982., Joy i Les Milne u sretnom su braku - on je doktor, ona medicinska sestra, imaju 3 sina i žive vrlo uobičajen miran život. No, Joy počinje primjećivati da njezin muž miriše drugačije nego inače, kako ona to opisuje, mošusno. Godine prolaze, miris postaje sve jači, a 1994. godine Les dobiva dijagnozu Parkinsonove bolesti s navršene svega 44 godine. Nakon potresnih vijesti Joy i Les trude se živjeti što aktivnije i bolje mogu, no, kako to biva sa svim neurodegenerativnim bolestima, Lesovi simptomi postaju sve ozbiljniji. Par se odlučuje uključiti u zajednicu koja pruža potporu oboljelima te 2009. godine odlaze na jedan događaj na kojem su po prvi puta okruženi drugim ljudima koji boluju od Parkinsonove bolesti. U trenutku kada je Joy ušetala u sobu punu oboljelih, shvatila je da svi mirišu isto kao i njezin muž.

Ne morate imati medicinsku pozadinu (kao Joy i Les) da biste zaključili kako osobe oboljele od Parkinsonove bolesti mora da imaju karakterističan miris. Ipak, ako je tome tako, kako to da nitko od nas nije tako nešto ranije primijetio ili zaključio? Odgovor se krije u nasljednoj hiperosmiji – pojačanoj mirisnoj oštrini uzrokovanoj smanjenim pragom osjetljivosti za mirise, koju ima Joy. Zbog ovog poremećaja percepcije mirisa, Joy može namirisati ono što ostatak populacije ne može, a ovim iznenađujućim otkrićem počinje i jedna intrigantna medicinska priča.

Joy i Les Milne, cca 2009. godine

Parkinson 101

Prije nego nastavimo s pričom, važno je naglasiti o kakvoj se tu bolesti uopće radi. Parkinsonova bolest je progresivni degenerativni poremećaj središnjeg živčanog sustava koji se manifestira mišićnim rigiditetom, tremorom, usporenošću pokreta i nestabilnošću pri održavanju položaja tijela. Osim motornih simptoma, Parkinsonova bolest može utjecati na pojavu kognitivnih promjena, demencije, depresije, poremećaja spavanja, vrtoglavice i slično.

Svaka osoba koja pati od Parkinsonove bolesti živi s različitom kombinacijom simptoma, kao i različitom progresijom istih. Ono što svi oboljeli imaju zajedničko jest da njihovi pigmentirani neuroni, koji su zaduženi za proizvodnju dopamina u crnoj jezgri (supstanciji nigri), locusu ceruleusu i skupini dopaminergičkih neurona u moždanom deblu, prestanu funkcionirati i odumiru. Gubitkom pigmentiranih neurona iz supstancije nigre posljedično dolazi do snižavanja dopamina u tom području, a dopamin je neurotransmiter koji ima važnu ulogu u koordiniranju naših pokreta, u sustavu nagrađivanja te osjećaju motivacije. Sam uzrok odumiranja neurona još je uvijek nepoznat.

Sagitalni presjek mozga s istaknutom lokacijom supstancije nigre.

Procjenjuje se da na svijetu trenutno živi 7 do 10 milijuna oboljelih od Parkinsonove bolesti. Pogađa oko 1% ljudi ≥ 65 godina i oko 0,4% onih > 40 godina, a prosječna životna dob oboljelih iznosi 57 godina. Bolest se dijagnosticira klinički, na temelju praćenja karakterističnih simptoma, što može trajati mjesecima, a često i godinama. Nažalost, u trenutku kada se većini oboljelih postavi dijagnoza, 60-80% neurona koji proizvode dopamin su već izgubili funkciju. Neurodegeneraciju nije moguće zaustaviti, već se primjenom farmakoterapije nastoje odgoditi ili ublažiti simptomi, često u kombinaciji s fizikalnom terapijom, kako bi oboljeli mogli živjeti sa što većom pokretljivošću. Iako ova bolest izravno ne skraćuje životni vijek, uvelike smanjuje kvalitetu života te su oboljeli skloni medicinskim komplikacijama poput upale pluća i učestalih padova.

Priča o jednoj sasvim neobičnoj suradnji

Vratimo se na naše junake priče Joy i Lesa, koji su upravo otkrili da ljudi s Parkinsonovom bolešću mirišu drugačije od ostalih te da ih Joy može namirisati. Za ovog doktora i medicinsku sestru postalo je vrlo jasno koji ogroman potencijal rana dijagnoza može imati u tretmanu bolesti. Znali su da se moraju obratiti nekome u medicinskoj zajednici tko će ih biti voljan saslušati, stoga su 2012. godine otišli na predavanje dr. Tila Kunatha o biokemiji Parkinsonove bolesti i postavili, za njega vrlo šokantno, pitanje – "A, što s činjenicom da ljudi s Parkinsonovom mirišu drugačije?". Na sreću, dr. Kunath bio je dovoljno znatiželjan da ovo neobično pitanje shvati ozbiljno i kontaktira svoju kolegicu sa Sveučilišta, profesoricu Perditu Barran.

6 majica, 7 oboljelih

Profesorica Barran i dr. Kunath zajedno su osmislili eksperiment koji bi dokazao da Joy zaista razlikuje miris oboljelih od zdravih osoba, a ne samo da njezin mozak povezuje uočene simptome kod ljudi s određenim mirisom. Okupili su 12 ljudi, od kojih je 6 imalo dijagnosticiranu Parkinsonovu bolest, a 6 su bili zdravi, kontrolni pojedinci. Svaki od njih dobio je majicu koju su nosili neko vrijeme, nakon čega su istraživači razrezali majice na dva dijela i odnijeli ih Joy. Ne samo da je Joy uspješno identificirala svih 6 pojedinaca iz skupine s dijagnozom Parkinsonove, već je ispravno spojila polovice majica u cjelinu, odnosno mogla je razlučiti sudionike jedne od drugih samo na temelju mirisa koje su ostavili na majicama.

No, Joy je za ukupno 7 od 12 sudionika tvrdila da mirišu na Parkinsona, a spomenuli smo da je samo njih 6 bilo u skupini dijagnosticiranih pacijenata. Mogli bismo ovu nepodudarnost opravdati time da je Joy jednostavno pogriješila - to je sasvim logičan i vjerojatan zaključak, pri čemu je njezina moć mirisa svejedno iznimna. Međutim, 9 mjeseci kasnije jedan je od sudionika iz kontrolne skupine dobio dijagnozu Parksinsonove bolesti, i to – pogodili ste – upravo onaj sedmi sudionik kojeg je Joy namirisala.

Što to Joy može namirisati?

Razlog zbog kojeg su istraživači odabrali upravo majice za svoj eksperiment bilo je njihovo uvjerenje da karakterisičan miris dolazi iz znoja oboljelih. No, uz Joy su otkrili da je miris najistaknutiji na vratu i gornjem dijelu leđa, što ih je navelo na još jedno važno otkriće - tajna je u sebumu. Ova masna supstanca koju luče lojne žlijezde našoj koži potrebna je kako bi bila zdrava, sjajna i zaštićena. Tko se sjeća tinejdžerskih dana, zna da prekomjerno lučenje sebuma može dovesti do stvaranja akni i ''masnog'' izgleda lica.

Davne 1927. godine kardiolog David Krestin primijetio je da osobe oboljele od Parkinsonove bolesti također imaju višak sebuma te je tvrdio kako se ta informacija može iskoristiti za dijagnostiku. Međutim, njegovo opažanje je odbačeno u neuroznanstvenim krugovima. Gotovo cijelo stoljeće kasnije, Joy Milne i tim britanskih istraživača došli su do sličnog zaključka - osobe s Parkinsonovom bolešću produciraju sebum drugačiji od sebuma zdravih pojedinaca - luče ga više te taj sebum ima drugačiji miris. Preostalo je još odgovoriti na najvažnije pitanje: što točno u sebumu uzrokuje specifičan miris?

Repliciranje Joyinog nosa

Kako bi otkrili koji se točno spojevi u sebumu oboljelih razlikuju od onih u sebumu zdravih pojedinaca, ali i kako bi replicirali Joyinu urođenu sposobnost razlikovanja, istraživači su prikupili 43 uzorka sebuma oboljelih od Parkinsonove bolesti te 21 uzorak sebuma zdravih pojedinaca i provukli ih kroz maseni spektrometar.

Ukratko rečeno, u masenom spektrometru se na temelju mase i naboja molekula identificiraju spojevi u nekom uzorku - u ovom slučaju sebumu. Pomoću ove tehnike istraživači su identificirali 17 spojeva koji su se razlikovali između briseva zdravih i oboljelih sudionika, a od toga su 4 spoja bila ne samo značajno drugačija, već su i varirala na jednak način.

Prikaz tijeka istraživanja. Izvor: Trivedi i sur. (2019)

Zanimljivo je da su uključili i Joy u ovo istraživanje te su je tražili da miriše jedan po jedan spoj nakon što su se molekule razdvojile iz sebuma, a prije nego što su išle na vaganje u maseni spektrometar. Joy je za svaki spoj određivala ''miriše li kao Parkinsonova'' ili ne. Preklapanje s nalazima masene spektrometrije bilo je značajno te je ovo istraživanje uspješno postavilo temelje za analizu biomarkera koji se mogu koristiti u ranoj identifikaciji bolesti, odnosno omogućilo je stvaranje profila spojeva, karakterističnog za Parkinsonovu bolest.

Budućnost u dijagnosticiranju Parkinsonove bolesti

Prije nekoliko tjedana istraživači su objavili znanstveni rad u kojem opisuju uspješan razvoj i optimizaciju kožnog brisa pomoću kojeg se može identificirati Parkinsonova bolest. Test koji su razvili je neinvazivan, brz i 95% precizan u kliničkim uvjetima. Ovo je izniman znanstveni napredak koji je otvorio nove prilike za konfirmatornu dijagnostiku. Kako smo spomenuli ranije u članku, dijagnosticiranje Parkinsonove, kao i bilo koje druge neurološke bolesti, može potrajati godinama. Iako lijeka za Parkinsonovu nema, rana dijagnoza omogućila bi oboljelima da prije razvoja (pa čak i nastanka) ozbiljnih simptoma imaju pristup tretmanu - kako onom farmakološkom, tako i intervencijama koje uključuju fizičku aktivnost, izmjene u prehrani te psihološku potporu.

Istraživači procjenjuju da bi kroz 2 godine mogli početi s testiranjem izvan laboratorijskih uvjeta, a mi ćemo budno čekati daljnji razvoj ovog obećavajućeg medicinskog postignuća!

Izvori:

Sarkar, D., Sinclair, E., Lim, S. H., Walton-Doyle, C., Jafri, K., Milne, J., ... & Barran, P. (2021). Paper Spray Ionisation Ion Mobility Mass Spectrometry of Sebum Classifies Biomarker Classes for the Diagnosis of Parkinson’s Disease.
Sinclair, E., Trivedi, D. K., Sarkar, D., Walton-Doyle, C., Milne, J., Kunath, T., ... & Barran, P. (2021). Metabolomics of sebum reveals lipid dysregulation in Parkinson’s disease. Nature communications, 12(1), 1-9.
Trivedi, D. K., Sinclair, E., Xu, Y., Sarkar, D., Walton-Doyle, C., Liscio, C., ... & Barran, P. (2019). Discovery of volatile biomarkers of Parkinson’s disease from sebum. ACS central science, 5(4), 599-606.