Výzkumníci dostávají grant ve výši 9 milionů dolarů na studium toho, jak skákající geny ovlivňují Alzheimerovu chorobu

Výzkumníci dostávají grant ve výši 9 milionů dolarů na studium toho, jak skákající geny ovlivňují Alzheimerovu chorobu

Vědci identifikovali několik genových mutací, které způsobují nebo přispívají k nástupu Alzheimerovy choroby. Ale mnoho vědců má podezření, že další změny DNA by mohly pomoci řídit poškození mozkových buněk související s Alzheimerovou chorobou, což u pacientů vede k příznakům zmatenosti a ztrátě paměti.

Vědci chtějí zejména porozumět tomu, jaký vliv mají úseky DNA, které poskakují v genomu – takzvané transponovatelné prvky – na Alzheimerovu chorobu. Pětiletý grant ve výši 9 milionů dolarů od Národního institutu stárnutí Národního institutu zdraví (NIH) bude financovat výzkum vedený několika výzkumníky z Washington University School of Medicine v St. Louis a University of Texas v San Antoniu. Odpovězte na tuto otázku.

Předpokládá se, že transponovatelné prvky pocházejí z velmi starých virů a bakterií, které infikovaly naše předky před miliony let. Tato cizí DNA se propletla s lidským genomem, i když nebyla nutně jeho součástí. Transponovatelné prvky byly poprvé objeveny ve 40. letech 20. století a byly spojovány s nemocemi, jako je hemofilie, Duchennova svalová dystrofie, predispozice k rakovině a v poslední době také Alzheimerova choroba.

Rádi bychom charakterizovali změny DNA, ke kterým tyto transponovatelné prvky přispívají, a rádi bychom pochopili, zda některé techniky úpravy genů mohou blokovat dysregulaci spojenou s těmito transponovatelnými prvky, aby se zastavila nebo oddálila Alzheimerova patologie. Integrujeme data z lidských buněk a zvířecích modelů, abychom plně porozuměli a charakterizovali tyto změny.“

Carlos Cruchaga, PhD, vedoucí výzkumný pracovník, Katedra psychiatrie, Washington University

Cruchaga, profesor Barbara Burton a Reuben M. Morriss III., je jedním ze čtyř hlavních výzkumníků Washingtonské univerzity zapojených do nového výzkumného úsilí. Laboratoř Cruchaga studuje tkáň z mozků zemřelých účastníků projektu Dominantly Inherited Alzheimer Network (DIAN). Tito účastníci měli genetické mutace, které téměř zaručovaly, že se u nich rozvine Alzheimerova choroba s časným nástupem.

Cruchagova laboratoř bude také studovat kmenové buňky, které se v kulturách zpracovávají na neurony. Tyto neurony mají mutace v různých genech způsobujících Alzheimerovu chorobu. Cílem je porovnat nově vzniklé neurony, které mají mutace, s mnohem staršími neurony odebranými z mozku účastníků studií DIAN, abychom zjistili, zda lze některým poškozením spojeným s těmito změnami zabránit nebo je zvrátit.

Andrew Yoo, PhD, docent vývojové biologie, vyvinul techniku ​​k vytvoření stárnoucích neuronů z kožních biopsií. Kožní buňky jsou zpracovány na kmenové buňky, které pak mohou být ošetřeny různými faktory, aby se staly neurony. Tento projekt bude zkoumat neurony odvozené z kůže od jedinců se specifickými mutacemi s cílem identifikovat přenosné změny, které mohou přispět k Alzheimerově chorobě.

Celeste Karch, PhD, docentka psychiatrie, se zaměří na mozkové buňky zvané mikroglie, které byly rovněž spojovány s genetickými variantami zvyšujícími riziko Alzheimerovy choroby. Její laboratoř bude studovat, jak mohou transponovatelné prvky přispět k poškození mikroglií, které by mohlo vyvolat Alzheimerovu patologii.

Ting Wang, PhD, profesor medicíny Sanford and Karen Lowentheil, je jedním ze světových odborníků na studium transponovatelných prvků a epigenetických změn u řady nemocí. Na rozdíl od mutací jsou epigenetické změny způsobeny spíše pozměněnou expresí genů než změnami v samotném genetickém kódu. Protože nemění sekvenci DNA genomu, mohou být reverzibilní.

„Charakterizace transponovatelných elementárních změn je složitá a vyžaduje odborné znalosti v mnoha oblastech,“ vysvětlil Cruchaga. "Laboratoř Wang bude analyzovat a kvantifikovat, co se stane s transponovatelnými prvky v buňkách, což budou studovat všechny naše laboratoře."

Hlavní výzkumníci také integrují změny DNA v lidské mozkové tkáni, stejně jako mikroglie a neurony v kultuře, do modelu ovocné mušky. Tyto experimenty vede Bess Frost, PhD, na UT-San Antonio. U much dochází ke změnám a poškozením způsobeným transponovatelnými prvky mnohem rychleji než u jiných zvířecích modelů a vědci budou moci pomocí genetických nástrojů, jako je CRISPR, upravit změny způsobené transponovatelnými prvky, aby zjistili, zda je možné změnit nebo oddálit Alzheimerovu patologii.

"Konečným cílem je zaměřit se na transponovatelné prvky terapeutickým způsobem," řekl Cruchaga. "Nemyslíme si, že transponovatelné prvky spouštějí nemoc. Ale jakmile jsou aktivovány, myslíme si, že mohou urychlit události, které způsobují smrt neuronů. Pokud dokážeme zablokovat transponovatelné prvky, mohli bychom zpozdit proces onemocnění."

Zdroj:

Lékařská fakulta Washingtonské univerzity

.