Nový výzkumný model umožňuje vědcům testovat terapeutika pro vzácná neurodegenerativní onemocnění

Nový výzkumný model umožňuje vědcům testovat terapeutika pro vzácná neurodegenerativní onemocnění

Díky novému výzkumnému modelu vyvinutému vědci z University of Wisconsin-Madison budou vědci moci poprvé testovat terapeutika pro skupinu vzácných neurodegenerativních onemocnění, která postihují kojence a malé děti.

Hereditární spastické paraplegie (HSP) jsou skupinou neurodegenerativních onemocnění způsobených genetickými mutacemi. Způsobují, že se u desítek tisíc dětí rozvine zvýšený svalový tonus na dolních končetinách, což vede ke slabosti nohou a nakonec ovlivňuje jejich schopnost plazit se nebo chodit.

Děti s těmito mutacemi vykazují známky onemocnění již v šesti měsících věku. Ve věku od dvou do pěti let jsou tyto děti upoutány na invalidní vozíky a bohužel nikdy nebudou moci chodit.“

Anjon Audhya, profesor, Ústav biomolekulární chemie, UW-Madison

Audhya vysvětluje, že mnoho vědců nezkoumalo spastickou paraplegii, protože neexistoval žádný dobrý model pro studium původu nemoci nebo testování terapeutik. Předchozí modely myší nefungovaly, protože nervové dráhy, které přenášejí informace související s pohybem v těle, se zdají být příliš odlišné od těch u lidí a výzkumníci zatím neprovedli klinické testy na lidech.

Audhya spolupracovala s interdisciplinárním týmem výzkumníků UW-Madison na studiu specifické mutace, která způsobuje HSP u malých dětí. To, co se naučili, pak použili k vytvoření lepšího modelu -; u krys.

Mutace, kterou si výzkumníci vybrali, ovlivňuje protein zvaný Trk-fúzovaný gen neboli TFG. Zdravé TFG proteiny pracují v nervových buňkách nebo neuronech k transportu jiných proteinů z jedné části buňky do druhé. Úkolem neuronu je přenášet zprávy ve formě elektrických signálů mezi mozkem a zbytkem těla.

Proteiny, které se při transportu spoléhají na TFG, udržují tyto nervové dráhy zdravé a pomáhají řídit, které elektrické signály mozek vysílá do těla a které signály k potlačení. Vyrovnáním správných úrovní stimulace mohou neurony ovládat pohyby, jako je B. kontrakce svalů nohou zapojených do chůze.

U malých dětí s mutací na genu TFG se neuronální proteiny přes nervové buňky efektivně nepohybují. Podle Audhyi to může vést k nerovnováze elektrické stimulace, což umožňuje vysílat množství elektrických signálů do dolních končetin, což má za následek zvýšený svalový tonus. Nadměrný svalový tonus vede časem ke ztrátě motoriky.

Elektronická kniha Genetika a genomika

Kompilace top rozhovorů, článků a novinek za poslední rok.

Stáhněte si kopii ještě dnes

"Dokážete si představit, že když nohu narovnáte opravdu tvrdě a vynaložíte veškerou svou energii na napínání tohoto svalu, je opravdu těžké s ním pohnout," říká Audhya, který je také hlavním proděkanem pro základní výzkum, biotechnologie a postgraduální studium na UW School of Medicine and Public Health.

Při hledání funkčního modelu se výzkumníci obrátili na krysy, aby těmto dětem pomohli. Tým použil technologii úpravy genu CRISPR k vytvoření mutací, které vedou k HSP v embryích potkanů. To jim umožnilo studovat progresi onemocnění od raného vývoje a sledovat progresi symptomů po narození.

Nejenže jsou nervové dráhy potkanů ​​blíže těm lidským, ale vědci také zjistili, že symptomy u potkanů ​​se vyvíjely podobně jako u dětí s HSP. Stalo se to také tak rychle, že vědci by měli být schopni snadno otestovat proveditelnost potenciálních terapeutik.

"Cvičení bylo jedinou dostupnou léčbou pro tyto pacienty, a to je opravdu neuspokojivé," říká Audhya. "Myslím, že jsme udělali velký skok kupředu tím, že máme pouze jeden model, který dokáže testovat různé hypotézy. To je z mého pohledu velké."

Složité detaily biomolekulární chemie se mohou někomu zdát všední, ale základní výzkum, jako je tento, Audhyu fascinuje. Teprve když získal grant od Spastic Paraplegia Foundation, který mu umožnil komunikovat s pacienty HSP, plně pochopil potenciální dopad, který by jeho práce mohla mít.

"Jsou to populace, které jsou nedostatečně obsluhovány. Je nepravděpodobné, že by farmaceutická společnost vynaložila velké prostředky na tak malou postiženou populaci. Místo toho se zaměří na nemoci, jako je Alzheimerova a Parkinsonova choroba," říká. "Takže jsem měl pocit, že je to nemoc, která je obecně přehlížena, málo investována, a tady je oblast, kde můžeme něco změnit."

Audhya řekl, že doufá, že tento nový model inspiruje více vědců ke studiu HSP, aby lépe pochopili, jak se nemoc vyvíjí, a nakonec zlepší přístup k terapeutikám, které pomáhají dětem s ní žít.

Zdroj:

University of Wisconsin-Madison

.