Οι ερευνητές λαμβάνουν επιχορήγηση 9 εκατομμυρίων δολαρίων για να μελετήσουν πώς τα «γονίδια άλματος» επηρεάζουν τη νόσο του Αλτσχάιμερ

Οι ερευνητές λαμβάνουν επιχορήγηση 9 εκατομμυρίων δολαρίων για να μελετήσουν πώς τα «γονίδια άλματος» επηρεάζουν τη νόσο του Αλτσχάιμερ

Οι επιστήμονες εντόπισαν μια χούφτα γονιδιακές μεταλλάξεις που προκαλούν ή συμβάλλουν στην εμφάνιση της νόσου Αλτσχάιμερ. Ωστόσο, πολλοί επιστήμονες υποπτεύονται ότι άλλες αλλαγές στο DNA θα μπορούσαν να βοηθήσουν στην πρόκληση βλάβης στα εγκεφαλικά κύτταρα που σχετίζεται με τη νόσο του Αλτσχάιμερ, οδηγώντας σε συμπτώματα σύγχυσης και απώλειας μνήμης στους ασθενείς.

Συγκεκριμένα, οι ερευνητές θέλουν να καταλάβουν τι επιρροή έχουν στη νόσο του Αλτσχάιμερ τμήματα του DNA που αναπηδούν στο γονιδίωμα -τα λεγόμενα μετατιθέμενα στοιχεία. Μια πενταετής επιχορήγηση 9 εκατομμυρίων δολαρίων από το Εθνικό Ινστιτούτο Γήρανσης των Εθνικών Ινστιτούτων Υγείας (NIH) θα χρηματοδοτήσει έρευνα με επικεφαλής αρκετούς ερευνητές στην Ιατρική Σχολή του Πανεπιστημίου της Ουάσιγκτον στο Σεντ Λούις και στο Πανεπιστήμιο του Τέξας στο Σαν Αντόνιο. Απαντήστε σε αυτή την ερώτηση.

Τα μεταφερόμενα στοιχεία πιστεύεται ότι προέρχονται από πολύ αρχαίους ιούς και βακτήρια που μόλυναν τους προγόνους μας πριν από εκατομμύρια χρόνια. Αυτό το ξένο DNA έγινε συνυφασμένο με το ανθρώπινο γονιδίωμα, αν και δεν ήταν απαραίτητα μέρος του. Τα μεταφερόμενα στοιχεία ανακαλύφθηκαν για πρώτη φορά τη δεκαετία του 1940 και έχουν συνδεθεί με ασθένειες όπως η αιμορροφιλία, η μυϊκή δυστροφία Duchenne, η προδιάθεση για καρκίνο και, πιο πρόσφατα, η νόσος του Αλτσχάιμερ.

Θα θέλαμε να χαρακτηρίσουμε τις αλλαγές στο DNA στις οποίες συμβάλλουν αυτά τα μεταφερόμενα στοιχεία και θα θέλαμε να κατανοήσουμε εάν ορισμένες τεχνικές επεξεργασίας γονιδίων μπορούν να εμποδίσουν τη δυσλειτουργία που σχετίζεται με αυτά τα μεταφερόμενα στοιχεία για να σταματήσει ή να καθυστερήσει την παθολογία του Αλτσχάιμερ. Ενσωματώνουμε δεδομένα από ανθρώπινα κύτταρα και ζωικά μοντέλα για να κατανοήσουμε πλήρως και να χαρακτηρίσουμε αυτές τις αλλαγές».

Carlos Cruchaga, PhD, ανώτερος ερευνητής, Τμήμα Ψυχιατρικής, Πανεπιστήμιο Ουάσιγκτον

Ο Cruchaga, ο καθηγητής Barbara Burton και Reuben M. Morriss III, είναι ένας από τους τέσσερις κύριους ερευνητές του Πανεπιστημίου της Ουάσιγκτον που συμμετέχουν στη νέα ερευνητική προσπάθεια. Το εργαστήριο Cruchaga μελετά ιστό από τους εγκεφάλους των αποθανόντων συμμετεχόντων στο έργο Κυρίαρχα Κληρονομημένο Δίκτυο Αλτσχάιμερ (DIAN). Αυτοί οι συμμετέχοντες είχαν γενετικές μεταλλάξεις που σχεδόν εγγυήθηκαν ότι θα αναπτύξουν πρώιμη νόσο του Αλτσχάιμερ.

Το εργαστήριο του Cruchaga θα μελετήσει επίσης βλαστοκύτταρα που υποβάλλονται σε επεξεργασία σε νευρώνες σε καλλιέργειες. Αυτοί οι νευρώνες έχουν μεταλλάξεις σε διάφορα γονίδια που προκαλούν Αλτσχάιμερ. Ο στόχος είναι να συγκριθούν οι νεοσχηματισμένοι νευρώνες που έχουν μεταλλάξεις με τους πολύ παλαιότερους νευρώνες που ελήφθησαν από τους εγκεφάλους των συμμετεχόντων στις μελέτες DIAN για να δούμε εάν ορισμένες από τις βλάβες που σχετίζονται με αυτές τις αλλαγές μπορούν να προληφθούν ή να αντιστραφούν.

Ο Andrew Yoo, PhD, αναπληρωτής καθηγητής αναπτυξιακής βιολογίας, ανέπτυξε μια τεχνική για τη δημιουργία νευρώνων γήρανσης από βιοψίες δέρματος. Τα κύτταρα του δέρματος υποβάλλονται σε επεξεργασία σε βλαστοκύτταρα, τα οποία στη συνέχεια μπορούν να αντιμετωπιστούν με διάφορους παράγοντες για να γίνουν νευρώνες. Αυτό το έργο θα εξετάσει νευρώνες που προέρχονται από το δέρμα από άτομα με συγκεκριμένες μεταλλάξεις για να εντοπίσει μεταδοτικές αλλαγές που μπορεί να συμβάλλουν στη νόσο του Αλτσχάιμερ.

Η Celeste Karch, PhD, αναπληρώτρια καθηγήτρια ψυχιατρικής, θα επικεντρωθεί στα εγκεφαλικά κύτταρα που ονομάζονται μικρογλοία, τα οποία έχουν επίσης συνδεθεί με γενετικές παραλλαγές που αυξάνουν τον κίνδυνο της νόσου του Αλτσχάιμερ. Το εργαστήριό της θα μελετήσει πώς τα μετατιθέμενα στοιχεία μπορεί να συμβάλλουν στη μικρογλοιακή βλάβη που θα μπορούσε να προκαλέσει την παθολογία του Αλτσχάιμερ.

Ο Ting Wang, PhD, ο διακεκριμένος καθηγητής Ιατρικής των Sanford και Karen Lowentheil, είναι ένας από τους ειδικούς παγκοσμίως στη μελέτη των μεταφερόμενων στοιχείων και των επιγενετικών αλλαγών σε μια σειρά ασθενειών. Σε αντίθεση με τις μεταλλάξεις, οι επιγενετικές αλλαγές προκαλούνται από αλλοιωμένη έκφραση των γονιδίων παρά από αλλαγές στον ίδιο τον γενετικό κώδικα. Δεδομένου ότι δεν αλλάζουν την αλληλουχία DNA του γονιδιώματος, θα μπορούσαν να είναι αναστρέψιμες.

«Ο χαρακτηρισμός των μετατιθέμενων στοιχειακών αλλαγών είναι περίπλοκος και απαιτεί εξειδίκευση σε πολλούς τομείς», εξήγησε ο Cruchaga. «Το εργαστήριο Wang θα αναλύσει και θα ποσοτικοποιήσει τι συμβαίνει με τα μεταφερόμενα στοιχεία σε κύτταρα, τα οποία θα μελετήσουν όλα τα εργαστήριά μας».

Οι κύριοι ερευνητές θα ενσωματώσουν επίσης τις αλλαγές του DNA στον ανθρώπινο εγκεφαλικό ιστό, καθώς και τα μικρογλοία και τους νευρώνες σε καλλιέργεια, σε ένα μοντέλο μύγας φρούτων. Αυτά τα πειράματα διευθύνονται από την Bess Frost, PhD, στο UT-San Antonio. Στις μύγες, οι αλλαγές και οι ζημιές που προκαλούνται από μετατιθέμενα στοιχεία συμβαίνουν πολύ πιο γρήγορα από ό,τι σε άλλα ζωικά μοντέλα και οι ερευνητές θα μπορούν να χρησιμοποιήσουν γενετικά εργαλεία όπως το CRISPR για να τροποποιήσουν τις αλλαγές που προκαλούνται από μεταφερόμενα στοιχεία για να δουν εάν είναι δυνατό να αλλάξει ή να καθυστερήσει η παθολογία του Αλτσχάιμερ.

«Ο απώτερος στόχος είναι να στοχεύσουμε μετατιθέμενα στοιχεία με θεραπευτικό τρόπο», είπε ο Cruchaga. "Δεν πιστεύουμε ότι τα μεταφερόμενα στοιχεία πυροδοτούν την ασθένεια. Αλλά μόλις ενεργοποιηθούν, πιστεύουμε ότι μπορούν να επιταχύνουν γεγονότα που προκαλούν το θάνατο των νευρώνων. Εάν μπορέσουμε να αποκλείσουμε τα μεταφερόμενα στοιχεία, θα μπορούσαμε να καθυστερήσουμε τη διαδικασία της νόσου."

Πηγή:

Ιατρική Σχολή του Πανεπιστημίου της Ουάσιγκτον

.