Νέο ερευνητικό μοντέλο επιτρέπει στους επιστήμονες να δοκιμάσουν θεραπευτικές μεθόδους για σπάνιες νευροεκφυλιστικές ασθένειες

Νέο ερευνητικό μοντέλο επιτρέπει στους επιστήμονες να δοκιμάσουν θεραπευτικές μεθόδους για σπάνιες νευροεκφυλιστικές ασθένειες

Χάρη σε ένα νέο ερευνητικό μοντέλο που αναπτύχθηκε από επιστήμονες στο Πανεπιστήμιο του Wisconsin-Madison, οι επιστήμονες θα είναι σε θέση να δοκιμάσουν θεραπευτικές μεθόδους για μια ομάδα σπάνιων νευροεκφυλιστικών ασθενειών που επηρεάζουν βρέφη και μικρά παιδιά για πρώτη φορά.

Οι κληρονομικές σπαστικές παραπληγίες (HSPs) είναι μια ομάδα νευροεκφυλιστικών ασθενειών που προκαλούνται από γενετικές μεταλλάξεις. Αναγκάζουν δεκάδες χιλιάδες παιδιά να αναπτύξουν αυξημένο μυϊκό τόνο στα κάτω άκρα τους, οδηγώντας σε αδυναμία στα πόδια τους και τελικά επηρεάζοντας την ικανότητά τους να μπουσουλάνε ή να περπατούν.

Τα παιδιά με αυτές τις μεταλλάξεις εμφανίζουν σημάδια ασθένειας ήδη από την ηλικία των έξι μηνών. Μεταξύ δύο και πέντε ετών, αυτά τα παιδιά είναι καθηλωμένα σε αναπηρικά καροτσάκια και δυστυχώς δεν θα μπορέσουν ποτέ να περπατήσουν».

Anjon Audhya, Καθηγητής, Τμήμα Βιομοριακής Χημείας, UW-Madison

Η Audhya εξηγεί ότι πολλοί επιστήμονες δεν έχουν ερευνήσει τη σπαστική παραπληγία επειδή δεν υπήρχε καλό μοντέλο για τη μελέτη της προέλευσης της νόσου ή τη δοκιμή θεραπευτικών μεθόδων. Τα προηγούμενα μοντέλα ποντικιών δεν είχαν λειτουργήσει επειδή τα νευρικά μονοπάτια που μεταφέρουν πληροφορίες σχετικά με την κίνηση σε όλο το σώμα φαίνεται να είναι πολύ διαφορετικά από εκείνα στους ανθρώπους και οι ερευνητές δεν έχουν ακόμη πραγματοποιήσει κλινικές δοκιμές σε ανθρώπους.

Η Audhya συνεργάστηκε με μια διεπιστημονική ομάδα ερευνητών του UW-Madison για να μελετήσει μια συγκεκριμένη μετάλλαξη που προκαλεί HSP σε μικρά παιδιά. Στη συνέχεια χρησιμοποίησαν αυτό που έμαθαν για να δημιουργήσουν ένα καλύτερο μοντέλο -? σε αρουραίους.

Η μετάλλαξη που επέλεξαν οι ερευνητές επηρεάζει μια πρωτεΐνη που ονομάζεται Trk-fused γονίδιο ή TFG. Οι υγιείς πρωτεΐνες TFG λειτουργούν σε νευρικά κύτταρα ή νευρώνες για να μεταφέρουν άλλες πρωτεΐνες από το ένα μέρος του κυττάρου στο άλλο. Η δουλειά ενός νευρώνα είναι να μεταδίδει μηνύματα με τη μορφή ηλεκτρικών σημάτων μεταξύ του εγκεφάλου και του υπόλοιπου σώματος.

Οι πρωτεΐνες που βασίζονται στο TFG για τη μεταφορά διατηρούν αυτές τις νευρικές οδούς υγιείς και βοηθούν στον έλεγχο ποια ηλεκτρικά σήματα στέλνει ο εγκέφαλος στο σώμα και ποια σήματα να αναστέλλει. Εξισορροπώντας τα σωστά επίπεδα διέγερσης, οι νευρώνες μπορούν να ελέγξουν κινήσεις όπως το Β. τη σύσπαση των μυών των ποδιών που εμπλέκονται στο περπάτημα.

Σε μικρά παιδιά με μετάλλαξη στο γονίδιο TFG, οι νευρωνικές πρωτεΐνες δεν κινούνται αποτελεσματικά μέσω των νευρικών τους κυττάρων. Σύμφωνα με τον Audhya, αυτό μπορεί να οδηγήσει σε ανισορροπία της ηλεκτρικής διέγερσης, επιτρέποντας την αποστολή άφθονων ηλεκτρικών σημάτων στα κάτω άκρα, με αποτέλεσμα αυξημένο μυϊκό τόνο. Με την πάροδο του χρόνου, ο υπερβολικός μυϊκός τόνος οδηγεί σε απώλεια κινητικών δεξιοτήτων.

Ηλεκτρονικό βιβλίο Γενετικής & Γονιδιωματικής

Συγκέντρωση των κορυφαίων συνεντεύξεων, άρθρων και ειδήσεων του περασμένου έτους.

Κάντε λήψη ενός αντιγράφου σήμερα

«Μπορείτε να φανταστείτε αν ισιώσετε το πόδι σας πολύ δυνατά και ξοδέψετε όλη σας την ενέργεια τεντώνοντας αυτόν τον μυ, είναι πραγματικά δύσκολο να τον μετακινήσετε», λέει η Audhya, η οποία είναι επίσης ανώτερη κοσμήτορας για βασική έρευνα, βιοτεχνολογία και μεταπτυχιακές σπουδές στην UW School of Medicine and Public Health.

Αναζητώντας ένα λειτουργικό μοντέλο, οι ερευνητές στράφηκαν σε αρουραίους για να βοηθήσουν αυτά τα παιδιά. Η ομάδα χρησιμοποίησε την τεχνολογία επεξεργασίας γονιδίων CRISPR για να δημιουργήσει τις μεταλλάξεις που οδηγούν σε HSP σε έμβρυα αρουραίων. Αυτό τους επέτρεψε να μελετήσουν την εξέλιξη της νόσου από την πρώιμη ανάπτυξη και να παρακολουθήσουν την εξέλιξη των συμπτωμάτων μετά τη γέννηση.

Όχι μόνο τα νευρικά μονοπάτια των αρουραίων είναι πιο κοντά σε αυτά των ανθρώπων, αλλά οι ερευνητές διαπίστωσαν επίσης ότι τα συμπτώματα σε αρουραίους αναπτύχθηκαν παρόμοια με εκείνα σε παιδιά με HSP. Συνέβη επίσης τόσο γρήγορα που οι επιστήμονες θα μπορούσαν να δοκιμάσουν εύκολα τη σκοπιμότητα πιθανών θεραπευτικών μεθόδων.

«Η άσκηση ήταν η μόνη διαθέσιμη θεραπεία για αυτούς τους ασθενείς και αυτή είναι πραγματικά μη ικανοποιητική», λέει η Audhya. "Νομίζω ότι έχουμε κάνει ένα μεγάλο άλμα προς τα εμπρός έχοντας απλώς ένα μοντέλο που μπορεί να δοκιμάσει διαφορετικές υποθέσεις. Αυτό είναι μεγάλο κατά την άποψή μου."

Οι περίπλοκες λεπτομέρειες της βιομοριακής χημείας μπορεί να φαίνονται εγκόσμιες σε ορισμένους, αλλά η θεμελιώδης έρευνα όπως αυτή γοητεύει την Audhya. Μόνο όταν έλαβε μια επιχορήγηση από το Ίδρυμα Σπαστικής Παραπληγίας που του επέτρεψε να αλληλεπιδρά με ασθενείς με HSP, κατάλαβε πλήρως τον πιθανό αντίκτυπο που θα μπορούσε να έχει η εργασία του.

"Πρόκειται για πληθυσμούς που δεν εξυπηρετούνται. Μια φαρμακευτική εταιρεία είναι απίθανο να δαπανήσει μεγάλους πόρους σε έναν τόσο μικρό πληθυσμό που επηρεάζεται. Αντίθετα, θα επικεντρωθεί σε ασθένειες όπως το Αλτσχάιμερ και το Πάρκινσον", λέει. «Έτσι, ένιωσα ότι αυτή είναι μια ασθένεια που γενικά παραβλέπεται, δεν επενδύεται καθόλου, και εδώ είναι ένας τομέας όπου μπορούμε να κάνουμε τη διαφορά».

Ο Audhya είπε ότι ελπίζει ότι αυτό το νέο μοντέλο θα εμπνεύσει περισσότερους επιστήμονες να μελετήσουν το HSP για να βελτιώσουν την κατανόηση του πώς αναπτύσσεται η ασθένεια και τελικά να βελτιώσουν την πρόσβαση σε θεραπείες που βοηθούν τα παιδιά που ζουν με αυτήν.

Πηγή:

Πανεπιστήμιο του Ουισκόνσιν-Μάντισον

.