Pētnieki saņem 9 miljonu dolāru dotāciju, lai izpētītu, kā lecošie gēni ietekmē Alcheimera slimību

Pētnieki saņem 9 miljonu dolāru dotāciju, lai izpētītu, kā lecošie gēni ietekmē Alcheimera slimību

Zinātnieki ir identificējuši dažas gēnu mutācijas, kas izraisa vai veicina Alcheimera slimības rašanos. Taču daudziem zinātniekiem ir aizdomas, ka citas DNS izmaiņas varētu palīdzēt izraisīt ar Alcheimera slimību saistītos smadzeņu šūnu bojājumus, izraisot pacientiem apjukuma un atmiņas zuduma simptomus.

Jo īpaši pētnieki vēlas saprast, kāda ietekme uz Alcheimera slimību ir DNS sadaļas, kas atrodas genomā - tā sauktie transponējamie elementi. Piecu gadu dotācija 9 miljonu ASV dolāru apmērā no Nacionālo veselības institūtu (NIH) Nacionālā novecošanas institūta finansēs pētījumus, ko vadīs vairāki pētnieki Vašingtonas Universitātes Medicīnas skolā Sentluisā un Teksasas Universitātē Sanantonio. Atbildi uz šo jautājumu.

Tiek uzskatīts, ka transponējamie elementi nāk no ļoti seniem vīrusiem un baktērijām, kas inficēja mūsu senčus pirms miljoniem gadu. Šī svešā DNS tika savstarpēji saistīta ar cilvēka genomu, lai gan tā ne vienmēr bija tā sastāvdaļa. Transponējamie elementi pirmo reizi tika atklāti 1940. gados, un tie ir saistīti ar tādām slimībām kā hemofilija, Dišēna muskuļu distrofija, nosliece uz vēzi un nesen arī Alcheimera slimība.

Mēs vēlētos raksturot DNS izmaiņas, kuras veicina šie transponējamie elementi, un mēs vēlētos saprast, vai daži gēnu rediģēšanas paņēmieni var bloķēt disregulāciju, kas saistīta ar šiem transponējamiem elementiem, lai apturētu vai aizkavētu Alcheimera patoloģiju. Mēs integrējam datus no cilvēka šūnām un dzīvnieku modeļiem, lai pilnībā izprastu un raksturotu šīs izmaiņas.

Carlos Cruchaga, PhD, vecākais pētnieks, Vašingtonas Universitātes Psihiatrijas katedra

Cruchaga, Barbara Burton un Reuben M. Morriss III profesore, ir viens no četriem Vašingtonas Universitātes galvenajiem pētniekiem, kas iesaistīti jaunajā pētniecības darbā. Cruchaga laboratorija pēta audus no mirušo dalībnieku smadzenēm Dominantly Herited Alzheimer Network (DIAN) projektā. Šiem dalībniekiem bija ģenētiskas mutācijas, kas gandrīz garantēja, ka viņiem attīstīsies agrīna Alcheimera slimība.

Cruchaga laboratorija pētīs arī cilmes šūnas, kas kultūrās tiek pārstrādātas neironos. Šiem neironiem ir mutācijas dažādos Alcheimera slimību izraisošajos gēnos. Mērķis ir salīdzināt jaunizveidotos neironus, kuriem ir mutācijas, ar daudz vecākiem neironiem, kas iegūti no DIAN pētījumu dalībnieku smadzenēm, lai noskaidrotu, vai dažus ar šīm izmaiņām saistītos bojājumus var novērst vai mainīt.

Andrew Yoo, PhD, attīstības bioloģijas asociētais profesors, izstrādāja paņēmienu, lai no ādas biopsijām izveidotu novecojošus neironus. Ādas šūnas tiek pārstrādātas cilmes šūnās, kuras pēc tam var apstrādāt ar dažādiem faktoriem, lai tās kļūtu par neironiem. Šajā projektā tiks pārbaudīti no ādas iegūti neironi no indivīdiem ar īpašām mutācijām, lai noteiktu transmisīvās izmaiņas, kas var veicināt Alcheimera slimību.

Seleste Karch, PhD, psihiatrijas asociētais profesors, koncentrēsies uz smadzeņu šūnām, ko sauc par mikrogliju, kuras arī ir saistītas ar ģenētiskiem variantiem, kas palielina Alcheimera slimības risku. Viņas laboratorija pētīs, kā transponējamie elementi var veicināt mikroglia bojājumus, kas varētu izraisīt Alcheimera patoloģiju.

Tings Vangs, PhD, Sanfordas un Karenas Loventeilas izcilais medicīnas profesors, ir viens no pasaules ekspertiem transponējamo elementu un epiģenētisko izmaiņu pētīšanā daudzās slimībās. Atšķirībā no mutācijām epiģenētiskās izmaiņas izraisa izmainīta gēnu ekspresija, nevis izmaiņas pašā ģenētiskajā kodā. Tā kā tie nemaina genoma DNS secību, tie varētu būt atgriezeniski.

"Transponējamo elementāro izmaiņu raksturošana ir sarežģīta un prasa zināšanas daudzās jomās," skaidroja Cruchaga. "Wang laboratorija analizēs un kvantitatīvi noteiks, kas notiek ar pārnēsājamiem elementiem šūnās, ko pētīs visas mūsu laboratorijas."

Galvenie pētnieki arī integrēs DNS izmaiņas cilvēka smadzeņu audos, kā arī mikrogliju un neironus kultūrā augļu mušu modelī. Šos eksperimentus vada Bess Frost, PhD, UT-San Antonio. Mušu gadījumā transponējamo elementu izraisītās izmaiņas un bojājumi notiek daudz ātrāk nekā citos dzīvnieku modeļos, un pētnieki varēs izmantot ģenētiskos rīkus, piemēram, CRISPR, lai modificētu transponējamo elementu izraisītās izmaiņas, lai noskaidrotu, vai ir iespējams mainīt vai aizkavēt Alcheimera patoloģiju.

"Galīgais mērķis ir terapeitiskā veidā mērķēt uz transponējamiem elementiem," sacīja Cruchaga. "Mēs nedomājam, ka transponējamie elementi izraisa slimību. Bet, kad tie ir aktivizēti, mēs domājam, ka tie var paātrināt notikumus, kas izraisa neironu nāvi. Ja mēs varam bloķēt transponējamos elementus, mēs varētu aizkavēt slimības procesu."

Avots:

Vašingtonas Universitātes Medicīnas skola

.