I ricercatori ricevono una sovvenzione di 9 milioni di dollari per studiare come i geni che saltano influenzano la malattia di Alzheimer

I ricercatori ricevono una sovvenzione di 9 milioni di dollari per studiare come i geni che saltano influenzano la malattia di Alzheimer

Gli scienziati hanno identificato una manciata di mutazioni genetiche che causano o contribuiscono all'insorgenza della malattia di Alzheimer. Ma molti scienziati sospettano che altri cambiamenti nel DNA potrebbero contribuire a provocare danni legati all'Alzheimer alle cellule cerebrali, portando a sintomi di confusione e perdita di memoria nei pazienti.

In particolare i ricercatori vogliono capire quale influenza hanno sulla malattia di Alzheimer le sezioni del DNA che rimbalzano nel genoma, i cosiddetti elementi trasponibili. Una sovvenzione quinquennale di 9 milioni di dollari da parte del National Institute on Aging del National Institutes of Health (NIH) finanzierà la ricerca condotta da diversi ricercatori presso la Washington University School of Medicine di St. Louis e l’Università del Texas a San Antonio. Rispondi a questa domanda.

Si ritiene che gli elementi trasponibili provengano da virus e batteri molto antichi che infettarono i nostri antenati milioni di anni fa. Questo DNA estraneo si è intrecciato con il genoma umano, sebbene non ne facesse necessariamente parte. Gli elementi trasponibili furono scoperti per la prima volta negli anni '40 e sono stati collegati a malattie come l'emofilia, la distrofia muscolare di Duchenne, la predisposizione al cancro e, più recentemente, il morbo di Alzheimer.

Vorremmo caratterizzare i cambiamenti del DNA a cui contribuiscono questi elementi trasponibili e vorremmo capire se alcune tecniche di editing genetico possono bloccare la disregolazione associata a questi elementi trasponibili per fermare o ritardare la patologia di Alzheimer. Integriamo dati provenienti da cellule umane e modelli animali per comprendere e caratterizzare appieno questi cambiamenti”.

Carlos Cruchaga, PhD, ricercatore senior, Dipartimento di Psichiatria, Washington University

Cruchaga, professoressa di Barbara Burton e Reuben M. Morriss III, è uno dei quattro ricercatori principali della Washington University coinvolti nel nuovo sforzo di ricerca. Il laboratorio Cruchaga studia i tessuti del cervello dei partecipanti deceduti al progetto Dominantly Inherited Alzheimer Network (DIAN). Questi partecipanti avevano mutazioni genetiche che quasi garantivano che avrebbero sviluppato la malattia di Alzheimer ad esordio precoce.

Il laboratorio di Cruchaga studierà anche le cellule staminali che vengono trasformate in neuroni nelle colture. Questi neuroni presentano mutazioni in vari geni che causano l'Alzheimer. L'obiettivo è confrontare i neuroni appena formati che presentano mutazioni con i neuroni molto più vecchi prelevati dal cervello dei partecipanti agli studi DIAN per vedere se parte del danno associato a questi cambiamenti può essere prevenuto o invertito.

Andrew Yoo, PhD, professore associato di biologia dello sviluppo, ha sviluppato una tecnica per creare neuroni che invecchiano da biopsie cutanee. Le cellule della pelle vengono trasformate in cellule staminali, che possono poi essere trattate con vari fattori per diventare neuroni. Questo progetto esaminerà i neuroni derivati ​​dalla pelle di individui con mutazioni specifiche per identificare i cambiamenti trasmissibili che potrebbero contribuire alla malattia di Alzheimer.

Celeste Karch, PhD, professore associato di psichiatria, si concentrerà sulle cellule cerebrali chiamate microglia, che sono state collegate anche a varianti genetiche che aumentano il rischio di malattia di Alzheimer. Il suo laboratorio studierà come gli elementi trasponibili potrebbero contribuire al danno microgliale che potrebbe innescare la patologia di Alzheimer.

Ting Wang, PhD, illustre professore di medicina di Sanford e Karen Lowentheil, è uno degli esperti mondiali nello studio degli elementi trasponibili e dei cambiamenti epigenetici in una serie di malattie. A differenza delle mutazioni, i cambiamenti epigenetici sono causati da un’alterata espressione dei geni piuttosto che da cambiamenti nel codice genetico stesso. Poiché non modificano la sequenza del DNA del genoma, potrebbero essere reversibili.

“Caratterizzare i cambiamenti elementari trasponibili è complesso e richiede competenze in molte aree”, ha spiegato Cruchaga. “Il laboratorio Wang analizzerà e quantificherà ciò che accade agli elementi trasponibili nelle cellule, cosa che studieranno tutti i nostri laboratori”.

I ricercatori principali integreranno anche i cambiamenti del DNA nel tessuto cerebrale umano, così come nella microglia e nei neuroni in coltura, in un modello di moscerino della frutta. Questi esperimenti sono guidati da Bess Frost, PhD, presso UT-San Antonio. Nelle mosche, i cambiamenti e i danni causati dagli elementi trasponibili si verificano molto più rapidamente che in altri modelli animali, e i ricercatori saranno in grado di utilizzare strumenti genetici come CRISPR per modificare i cambiamenti causati dagli elementi trasponibili per vedere se è possibile cambiare o ritardare la patologia di Alzheimer.

"L'obiettivo finale è colpire gli elementi trasponibili in modo terapeutico", ha detto Cruchaga. "Non pensiamo che gli elementi trasponibili scatenino la malattia. Ma una volta attivati, pensiamo che possano accelerare gli eventi che causano la morte dei neuroni. Se riusciamo a bloccare gli elementi trasponibili, potremmo ritardare il processo della malattia."

Fonte:

Scuola di Medicina dell'Università di Washington

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