Výskumníci dostávajú grant 9 miliónov dolárov na štúdium toho, ako skákajúce gény ovplyvňujú Alzheimerovu chorobu

Výskumníci dostávajú grant 9 miliónov dolárov na štúdium toho, ako skákajúce gény ovplyvňujú Alzheimerovu chorobu

Vedci identifikovali niekoľko génových mutácií, ktoré spôsobujú alebo prispievajú k nástupu Alzheimerovej choroby. Mnohí vedci sa však domnievajú, že iné zmeny DNA by mohli pomôcť pri poškodzovaní mozgových buniek v súvislosti s Alzheimerovou chorobou, čo vedie k symptómom zmätenosti a strate pamäti u pacientov.

Výskumníci chcú najmä pochopiť, aký vplyv majú úseky DNA, ktoré sa pohybujú v genóme – takzvané transponovateľné prvky – na Alzheimerovu chorobu. Päťročný grant vo výške 9 miliónov dolárov od Národného inštitútu pre starnutie Národného inštitútu zdravia (NIH) bude financovať výskum pod vedením niekoľkých výskumníkov z Washingtonskej univerzity v St. Louis a z Texaskej univerzity v San Antoniu. Odpovedzte na túto otázku.

Predpokladá sa, že transponovateľné prvky pochádzajú z veľmi starých vírusov a baktérií, ktoré infikovali našich predkov pred miliónmi rokov. Táto cudzia DNA sa prepletala s ľudským genómom, hoci nebola nevyhnutne jeho súčasťou. Transponovateľné prvky boli prvýkrát objavené v 40. rokoch 20. storočia a spájajú sa s chorobami, ako je hemofília, Duchennova svalová dystrofia, predispozícia k rakovine a v poslednom čase aj Alzheimerova choroba.

Chceli by sme charakterizovať zmeny DNA, ku ktorým tieto transponovateľné prvky prispievajú, a chceli by sme pochopiť, či niektoré techniky úpravy génov môžu blokovať dysreguláciu spojenú s týmito transponovateľnými prvkami, aby sa zastavila alebo oddialila Alzheimerova patológia. Integrujeme údaje z ľudských buniek a zvieracích modelov, aby sme plne pochopili a charakterizovali tieto zmeny.“

Carlos Cruchaga, PhD, vedúci výskumník, Katedra psychiatrie, Washingtonská univerzita

Cruchaga, profesor Barbara Burton a Reuben M. Morriss III, je jedným zo štyroch hlavných výskumníkov Washingtonskej univerzity zapojených do nového výskumného úsilia. Laboratórium Cruchaga skúma tkanivo z mozgu zosnulých účastníkov projektu Dominantly Inherited Alzheimer Network (DIAN). Títo účastníci mali genetické mutácie, ktoré takmer zaručovali, že sa u nich rozvinie Alzheimerova choroba so skorým nástupom.

Cruchagovo laboratórium bude tiež študovať kmeňové bunky, ktoré sa v kultúrach spracovávajú na neuróny. Tieto neuróny majú mutácie v rôznych génoch spôsobujúcich Alzheimerovu chorobu. Cieľom je porovnať novovzniknuté neuróny, ktoré majú mutácie, s oveľa staršími neurónmi odobranými z mozgu účastníkov štúdií DIAN, aby sme zistili, či je možné niektorým poškodeniam spojeným s týmito zmenami zabrániť alebo ich zvrátiť.

Andrew Yoo, PhD, docent vývojovej biológie, vyvinul techniku ​​na vytváranie starnúcich neurónov z biopsií kože. Kožné bunky sa spracujú na kmeňové bunky, ktoré potom môžu byť ošetrené rôznymi faktormi, aby sa z nich stali neuróny. Tento projekt bude skúmať neuróny pochádzajúce z kože od jedincov so špecifickými mutáciami, aby sa identifikovali prenosné zmeny, ktoré môžu prispieť k Alzheimerovej chorobe.

Celeste Karch, PhD, docentka psychiatrie, sa zameria na mozgové bunky nazývané mikroglie, ktoré sú tiež spojené s genetickými variantmi, ktoré zvyšujú riziko Alzheimerovej choroby. Jej laboratórium bude študovať, ako môžu transponovateľné prvky prispieť k poškodeniu mikroglií, ktoré by mohlo spustiť Alzheimerovu patológiu.

Ting Wang, PhD, uznávaný profesor medicíny Sanford and Karen Lowentheil, je jedným zo svetových odborníkov na štúdium transponovateľných prvkov a epigenetických zmien v celom rade chorôb. Na rozdiel od mutácií sú epigenetické zmeny spôsobené skôr zmenenou expresiou génov ako zmenami v samotnom genetickom kóde. Keďže nemenia sekvenciu DNA genómu, môžu byť reverzibilné.

„Charakterizácia transponovateľných elementárnych zmien je zložitá a vyžaduje si odborné znalosti v mnohých oblastiach,“ vysvetlil Cruchaga. "Wangovo laboratórium bude analyzovať a kvantifikovať, čo sa stane s transponovateľnými prvkami v bunkách, ktoré budú študovať všetky naše laboratóriá."

Hlavní výskumníci tiež integrujú zmeny DNA v ľudskom mozgovom tkanive, ako aj mikroglie a neuróny v kultúre, do modelu ovocných mušiek. Tieto experimenty vedie Bess Frost, PhD, na UT-San Antonio. U múch sa zmeny a poškodenia spôsobené transponovateľnými prvkami vyskytujú oveľa rýchlejšie ako u iných zvieracích modelov a výskumníci budú môcť použiť genetické nástroje, ako je CRISPR, na úpravu zmien spôsobených transponovateľnými prvkami, aby zistili, či je možné zmeniť alebo oddialiť Alzheimerovu patológiu.

"Konečným cieľom je zamerať sa na transponovateľné prvky terapeutickým spôsobom," povedal Cruchaga. "Nemyslíme si, že transponovateľné prvky spúšťajú chorobu. Ale akonáhle sú aktivované, myslíme si, že môžu urýchliť udalosti, ktoré spôsobujú smrť neurónov. Ak dokážeme zablokovať transponovateľné prvky, mohli by sme oddialiť proces choroby."

Zdroj:

Lekárska fakulta Washingtonskej univerzity

.